DE3002012A1 - Handhabungsroboter mit einem werkzeughalter mit drei freiheitsgraden - Google Patents

Handhabungsroboter mit einem werkzeughalter mit drei freiheitsgraden

Info

Publication number
DE3002012A1
DE3002012A1 DE19803002012 DE3002012A DE3002012A1 DE 3002012 A1 DE3002012 A1 DE 3002012A1 DE 19803002012 DE19803002012 DE 19803002012 DE 3002012 A DE3002012 A DE 3002012A DE 3002012 A1 DE3002012 A1 DE 3002012A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
axis
tool
tool holder
holder
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803002012
Other languages
English (en)
Inventor
Herbert Kaufmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Norden Holding AB
Original Assignee
ASEA AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASEA AB filed Critical ASEA AB
Publication of DE3002012A1 publication Critical patent/DE3002012A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • B25J17/02Wrist joints
    • B25J17/0283Three-dimensional joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046Revolute coordinate type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

  • Handhabungsroboter mit einem Werkzeghalter mit drei Freiheits-
  • graden Die Erfindung betrifft einen Handhabungsroboter mit einem Werkzeughalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein Handhabungsroboter ist im allgemeinen mit einem Werkzeughalter versehen, der auf solche Weise gelenkig und drehbar an einem beweglichen Arm befestigt ist, daß handgelenkählliche Bewegungen ausgeführt werden können. Eine Biegebewegung und eine Drehbewegung, d.h. zwei Freiheitsgrade, können mit zwei Gelenksystemen und Antriebsvorrichtungen erzeugt werden, die iri oder am Ständer des Roboters angebracht sind und das Armsystem des Roboters nicht belasten. Ein Roboter mit einem solchen Gelenksystem für die Bewegungen des Werkzeughalters relativ zum äußeren Arm wird in der DE-AS 24 22 939 beschrieben. Über das eine Gelenksystem wird eine Blegebewegung um eine vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Arms verlaufende horizontale Achse erzeugt, während über das andere Gelenksystem eine zweite Biegebelegung um eine Achse erzeugt wird, die zu der ersten Biegeachse senkrecht verläuft. Es bereitet Jedoch große Schwierigkeiten, einen dritten Freiheitsgrad durch eine zweite Biegebn wegung im Gelenksystem zwischen Roboterarm und Werkzeughalter zu erhalten. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, die Antriebsvorrichtung für diese Biegebewegung am Werkzeughalter anzubringen.
  • Eine solche Anordnung hat wegen des Gewichtes der Antriebsvorrichtung jedoch zur Folge, daß die nutzbare Hebekapazität des Roboters vermindert wird und daß die Bewegungen des Werkzeughalters beeinflußt werden können. Hydraulische Antriebsvorrichtungen haben zwar im Verhältnis zu ihrer Leistung ein geringes Gewicht.
  • Für einen Schweißroboter beispielsweise stellt eine hydraulische Antriebsvorrichtung Jedoch eine häufig nicht akzeptierbare Gefahrenquelle dar. Die zu der Antriebsvorrichtung verlegten Ieitungen können nämlich durch Kontakt mit scharfen Blechkanten leicht beschädigt werden, was zu einem Herausspritzen von Öl führen kann, welches durch Schweißfunken entzündet werden kann. Zum Schweißen sind daher Roboter mit elektrischen Antrieb vorzuziehen, und zwar sowohl hinsichtlich der Sicherheit als auch hinsichtlich der Steuerung, da man durch elektrische Antriebe eine hohe Steuerungsgenauigkeit erreichen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Handhabungsroboter mit einer den dritten Freiheitsgrad bildenden Biegebewegung zu entwickeln, bei dem die geschilderten Nachteile der Anordnu)w zur Erzeugung dieser Biegebewegung im wesentlichen vermieden sind.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Handhabungsroboter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkrl;c?le aufweist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
  • Die Erfindung ist insbesondere für einen Handhabungsroboter geeignet, bei dem eine Biegebewegung und eine Drehbewegung des Werkzeughalters durch Antriebsvorrichtungen im Roboterständer mit Hilfe eines Stangensystems erzeugt wird, welches in gelenkig verbundenen Roboterarmen untergebracht ist.
  • C mäß der Erfindung enthält der Werkzeughalter ein erstes Teil, das gelenkig mit einem Roboterarm an dessen äußerem Ende durch ein Gelenk mit horizontaler Achse verbunden ist. Ein zweites gabelförmiges Teil ist gelenkig mit dem ersten Teil durch ein Gelenk mit vertikaler Achse verbunden. Ein drittes Teil, das die Werkzeugbefestigung bildet, ist rotierbar in dem zweiten, gabelförmigen Teil angebracht. Dieses dritte Teil, die Werkzeugbefestigung, ist mit einer Antriebswelle mit einem Universalgelenk verbunden, dessen Zentrum sich im Schnittpunkt der Drehachse der Werkzeugbefestigung und der vertikalen Drehachse des Gelenks zwischen dem ersten und dem zweiten Teil befindet. Das zweite gabelförmige Teil ist mit einer Transmission verbunden. Diese ist mit einer Antriebsvorrichtung zum Drehen des Teils um die vertikale Biegeachse gekuppelt.
  • Das zweite gabelförmige Teil kann mit der Antriebsvorrichtung durch einen Hebelarm und eine Spindel mit Mutter, zweckmäßigerweise eine Kugelspindel mit Kugelmutter, verbunden sein. Die Antriebsvorrichtung kann am äußeren Ende des Roboterarms und auf solche Weise angebracht sein, daß sie dem Werkzeughalter bei seinen Biegebewegungen um die horizontale Biegeachse derart folgt, daß sie statisch nicht die Gabelelemente belastet und dadurch die Biegebewegung beeinflußt. Sie kann beispielsweise drehbar an der einen Seite des Roboterarms auf solche Weise gelagert sein, daß sie sich um die Biege achse des ersten Teils dreht. Die Antriebsvorrichtung kann jedoch auch 2n einer anderen Stelle am Roboter plaziert werden, wie beispielsweise am inneren Teil des Roboterarms, der den Werkzeughalter trägt. Die Spindel muß dabei dann so orientiert sein, daß ihre Mittellinie die horizontale Biegungsachse schneidet. Die Spindel muß mit einer Antriebswelle mit einem Universalgelenk verbunden werden, das sein Zentrum im Schnittpunkt zwischen der Spindelachse und der horizontalen Biegeachse hat.
  • Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeipieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 einen Handhabungsroboter mit einem Werkzeughalter, dessen Bewegbarkeit drei Freiheitsgrade haben kann, in Seitenansicht, Fig. 2 das äußere Ende des oberen Roboterarms mit Werkzeughalter in einer Ansicht von oben, Fig. 3 eine Seitenansicht mit einem Schnitt durch den äußeren Teil des Werkzeughalters.
  • In den Figuren bezeichnet 1 einen Fuß, auf dem ein Ständer 2 drehbar um einen Winkel f um eine vertikale Achse gelagert ist.
  • Der Roboter ha2 einen unteren Arm 3, der drehbar um die horizontale Achse A gelagert ist, wobei der Drehwinkelbereich durch den spitzen Winkel t bestimmt wird. Der Roboter hat ferner einen oberen Arm 4, der um eine Achse B gelagert ist, um die er sich um einen Winkel « drehen kann. Die Rotationsbewegung des Ständers wird von einem im Ständer untergebrachten Antriebsmotor erzeugt.
  • Die Drehung des unteren Arms wird von einer zwischen Gabeln 5 gelagerten Antriebseinheit 6 erzeugt, zu der ein Antriebsmotor 7 gehört, der eine Spindel 9 antreibt, die mit einer Mutter 8 zusammenwirkt, die gelenkig mit einem Hebelarm 10 am unteren Roboterarm 3 verbunden ist. Die Drehung des oberen Arms 4 wird von einer von der Antriebseinheit 6 verdeckten Antriebseinheit erzeugt, welche an die Stange 11 gekuppelt ist, die mittels e;nes Drehzapfens 12 mit dem oberen Arm verbunden ist. Ein Werk7eughalter 13, auf den beispielsweise ein Greifwerkzeug 14 aufgesetzt werden kann, ist gelenkig mit dem oberen Arm 4 verbunden und derart befestigt und ausgebildet, daß man drei Freiheitsgrade erhält.
  • Hierdurch können handgelenkähnliche Bewegungen ausgeführt werden.
  • Der Werkzeughalter 13 enthält ein erstes Teil 15, das um eine horizontale Achse C gelagert ist, um die es um den Winkel (3 gedreht werden kann. Diese Drehbewegung wird von einem am Ständer 2 angebrachten Motor 16 über in den Armen 3 und 4 angeordnete Gelenksysteme erzeugt. Ferner enthält der Werkzeughalter ein zweites gabelförmiges Teil 17, das gelenkig mit dem Teil 15 verbunden und um eine zur Achse C senkrechte Achse D um den Winkel & drehbar ist. Das Teil 17 ist an den Enden 18 in Lagern 19 gelagert.
  • Eine Werkzeugbefestigung 20 mit einem Wellenzapfen 21 ist mittels Lagern 22 und 23 rotierbar im Teil 17 gelagert. Eine Antriebswelle 24, die mittels eines Lagers 25 im Teil 15 gelagert ist, ist durch den Wellenzapfen 21 mit einem Universalgelenk 26 verbunden, dessen Zentrum im gemeinsamen Schnittpunkt der Welle 24, der Achse des Wellenzapfens 21 und der Drehachse D liegt. Die Werkzeugbefestigung 20 kann um einen Winkel 9 durch einen verdeckten Motor auf der Rückseite des Ständers 2 über in den Armen 3 und 4 angeordnete Gelenksysteme, die Welle 24, das Universalgelenk 26 und den Wellenzapfen 21 gedreht werden.
  • Der äußere Teil des Werkzeughalters 13, d.h. das gabelförmige Teil 17, hat seitlich herausragende Hebelarme 27, die von einer Antriebsvorrichtung zur Drehung des äußeren Teils des Werkzeughalters um die vertikale Achse D beeinflußt werden. Ein Antriebsmotor 28 ist über eine Kugelspindel 29 und eine Kugelmutter 30 mit den Hebelarmen 27 gekuppelt. Die Kugelspindel ist mit Hilfe 27 von Wellenzapfen 31 gelenkig in den Armen/befestigt. Der Motor 28 ist gelenkig zwischen Flanschen 39 befestigt, die aus der Scheib 33 mit den Achszapfen 34 herausragen. Die Scheibe 33 ist rotierbar am äußeren Teil des Arms 4'gelagert, wobei ihre Drehachse mit der Achse C zusammenfällt. Hierdurch kann sich die Antriebseinheit 28, 29, 30 so drehen, daß sie dem Werkzeughalter 15, 17, 20 folgt, wenn dieser sich um die Achse C dreht. Die Lage der Teile 15 und 17 zueinander wird somit bei Drehbewegungen um die horizontale Achse C nicht beeinflußt. Dadurch, daß sich das Zentrum des Universalgelenks im Schnittpunkt der Achse D mit den geometischtn Achsen der Wellen 21 und 24 befindet, wird die Winkellage der Scheibe 20 von Biegungsbewegungen um die Achse D beeinflußt.
  • Leerseite

Claims (5)

  1. Patentansprüche: Handhabungsroboter mit einem Werkzeughalter, der gelenkig und drehbar mit einem beweglichen Arm mit Gelenken und Lagern derart verbunden ist, daß drei Freiheitsgrade erreichbar sind, die aus zwei Biegebewegungen um sich kreuzende Achsen und einer Drehbewegung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (13) ein erstes Teil (15) enthält, das gelenkig mit einem Roboterarm (4) an dessen äußerem Ende durch ein Gelenk mit horizontaler erster Achse (C) verbunden ist, ein zweites gabelförmiges Teil (17) enthält, das gelenkig mit dem ersten Teil (15) über ein Gelenk mit zur ersten Achse (C) senkrechter Achse (D) verbunden ist, ein drittes Teil enthält, das eine Werkzeugbefestigung (20) bildet und rotierbar in dem zweiten gabelförmigen Teil (17) angeordnet ist, eine mit der Werkzeugbefestigung (20) verbundene Antriebswelle (21, 24) mit einem Universalgelenk (26) enthält, dessen Zentrum im Schnittpunkt der Drehachse der Werkzeugbefestigung (20) und der vertikalen Achse (D) des Gelenks zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (15, 17) sich befindet, eine mit dem zweiten Teil (17) verbundene Transmission (27, 29, 30) enthält und eine Antriebsvorrichtung (28) enthält, die mit dieser Transmission (27, 29, 30) gekuppelt ist.
  2. 2. Handhabungsroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (28) mit dem Hebelarm (27) über eine Spindel (29) und eine Mutter (30) gekuppelt ist.
  3. 3. Handhabungsroboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Spindel (29) und der Mutter (30) um eine Kugelspindel und eine Kugelmutter handelt.
  4. 4. Handhabungsroboter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (28) den Bewegungen des Werkzeughalters (13) bei Biegebewegungen um seine horizontale Biegeachse (C) derart folgt, daß sie kein Moment um die horizontale Achse (C) (Biegeachse) ausübt.
  5. 5. Handhabungsroboter nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (29) derart angeordnet ist, daß ihre Mittellinie die horizontale Biegeachse (C) des Werkzeughalters (13) schneidet, und daß sie mit einer Antriebsvorrichtung (28) mit einer Antriebswelle und einem Universalgelenk verbunden ist, dessen Zentrum im Schnittpunkt zwischen den genannten Achsen liegt.
DE19803002012 1979-01-31 1980-01-21 Handhabungsroboter mit einem werkzeughalter mit drei freiheitsgraden Withdrawn DE3002012A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7900820A SE412877B (sv) 1979-01-31 1979-01-31 Hanteringsrobot med en verktygshallare med tre frihetsgrader

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3002012A1 true DE3002012A1 (de) 1980-08-07

Family

ID=20337155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803002012 Withdrawn DE3002012A1 (de) 1979-01-31 1980-01-21 Handhabungsroboter mit einem werkzeughalter mit drei freiheitsgraden

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE3002012A1 (de)
SE (1) SE412877B (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0084249A2 (de) * 1982-01-15 1983-07-27 The Marconi Company Limited Mechanischer Antrieb für einen Industrieroboter
FR2521055A1 (fr) * 1982-02-05 1983-08-12 Bisiach & Carru Robot industriel
DE3211688A1 (de) * 1982-03-30 1983-10-20 Binder, Karl-Franz, 8077 Reichertshofen Roboter fuer fertigungs- und/oder montagezwecke
US4652718A (en) * 1985-05-29 1987-03-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Workpiece feeding apparatus in seam welding machine
US4652719A (en) * 1985-05-29 1987-03-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Workpiece feeding apparatus in seam welding machine
DE3543335A1 (de) * 1985-12-07 1987-06-25 Black & Decker Inc Industrieroboter sowie werkzeughalter fuer einen industrieroboter
US5456561A (en) 1989-03-07 1995-10-10 Ade Corporation Robot prealigner

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE460529B (sv) * 1986-02-18 1989-10-23 Asea Ab Industrirobot

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0084249A2 (de) * 1982-01-15 1983-07-27 The Marconi Company Limited Mechanischer Antrieb für einen Industrieroboter
EP0084249A3 (de) * 1982-01-15 1983-09-14 The Marconi Company Limited Mechanischer Antrieb für einen Industrieroboter
FR2521055A1 (fr) * 1982-02-05 1983-08-12 Bisiach & Carru Robot industriel
DE3211688A1 (de) * 1982-03-30 1983-10-20 Binder, Karl-Franz, 8077 Reichertshofen Roboter fuer fertigungs- und/oder montagezwecke
US4652718A (en) * 1985-05-29 1987-03-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Workpiece feeding apparatus in seam welding machine
US4652719A (en) * 1985-05-29 1987-03-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Workpiece feeding apparatus in seam welding machine
DE3543335A1 (de) * 1985-12-07 1987-06-25 Black & Decker Inc Industrieroboter sowie werkzeughalter fuer einen industrieroboter
US5456561A (en) 1989-03-07 1995-10-10 Ade Corporation Robot prealigner

Also Published As

Publication number Publication date
SE412877B (sv) 1980-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3026932C2 (de) Gegengewichtsvorrichtung, insbesondere für eine Lasermesseranordnung
DE3431033C2 (de)
DE3543897C2 (de)
EP0133499B1 (de) Getriebekopf für Manipulatoren
DE3536747C2 (de)
EP0178620B1 (de) Robotergelenkanordnung
DE10235191B4 (de) Roboter
EP0054763A1 (de) Getriebeanordnung für einen mit dem Ausleger eines Manipulators verbundenen Gelenkkopf
DE3630190A1 (de) Gelenkmechanismus fuer einen roboterarm
DE3601455A1 (de) Roboter mit einer armvorrichtung und einem ausgleichsmechanismus
EP0232548B1 (de) Bearbeitungsstation für grosse Werkstücke
DE2828903A1 (de) Anordnung zum zusammenhalten der teile eines universalgelenks
DE3621717C2 (de) Industrieroboter
DE3448526C2 (de) Getriebekopf für Manipulatoren
DE3002012A1 (de) Handhabungsroboter mit einem werkzeughalter mit drei freiheitsgraden
DE1948798B2 (de) Gelenkige rohrfoermige strahlfuehrung
DE3719064A1 (de) Roboterhandgelenk
DE2927485A1 (de) Dreiachsgelenk fuer manipulatoren, roboter, handhabungseinrichtungen o.dgl.
DE3805528A1 (de) Fuer automatische manipulatoren bestimmtes gelenkgetriebe
DE3601456C2 (de)
DE3530365C2 (de) Handgelenk für Industrieroboter
DE2037819C3 (de) Richtvorrichtung
DE102017203125A1 (de) Robotergreifer mit einer Antriebsvorrichtung
DE1154249B (de) Vorrichtung zum Handhaben von hinter einer trennenden Schutzwand befindlichen Gegenstaenden
DE102017122067A1 (de) Roboterfräsen

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination