DE3310193C2

DE3310193C2 -

Info

Publication number: DE3310193C2
Application number: DE19833310193
Authority: DE
Inventors: Rainer 8523 Baiersdorf De Keppler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1983-03-21
Publication date: 1990-05-17
Also published as: DE3310193A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Überlast sicherung für einen Industrieroboter, die zwischen Roboter arm und Greifer angeordnet ist und als rotationsymmetrisches Element mit radialer Einschnürung an der Sollbruchstelle aus geführt ist.

Aus der JP-A2 54-35 959 ist eine mechanische Überlastsicherung für Industrieroboter bekannt, bei der die Sollbruchstelle als rotationssymmetrisches Element mit radialer Einschnürung aus gebildet ist. Diese Überlastsicherung bricht, falls der Greifer beim Schwenken z. B. an ein Hindernis stößt oder sich in einem Kabel verfängt. Im Falle des Ansprechens der Überlastsicherung wird der mechanische Kontakt zwischen Greiferarm und Greifer vollständig unterbrochen. Der Greifer fällt folglich auf den Bo den bzw. den Unterbau des Industrieroboters bzw. auf das zu be arbeitende Werkstück. Hierbei können erhebliche Beschädigungen am Greifer und/oder am Werkstück verursacht werden.

Ein weiterer Nachteil der Überlastsicherung nach JP-A2 54-35 959 besteht darin, daß sie nur auf laterale Kräfte, nicht aber auf axiale Kräfte und nur schlecht auf Torsionskräfte (wie sie z.B. beim Anstoßen an ein Hindernis beim Andrehen einer Schraube auf treten) anspricht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, eine einfache Sollbruchstelle zwischen Roboterarm und Greifer mit den folgenden Eigenschaften zu schaffen, daß die Sollbruch stelle bei übermäßigen Kräften beliebiger Richtung bricht, und daß das Herabfallen des Greifers verhindert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale ge löst:

a) Als Element dient ein Ring, wobei die Sollbruchstelle durch die radiale Einschnürung und eine über den Grund der Ein schnürung hinausgehende Erweiterung des Innendurchmessers gebildet wird, so daß radiale und axiale Schwachwandstellen zwischen Einschnürung und den Innendurchmessern entstehen, und
b) im Inneren des Ringes ist ein Fangseil angeordnet, welches mit beidseitig der Sollbruchstelle liegenden Teilen des Ringes verbunden ist.

Für die radiale Einschnürung ist eine umlaufende Ringnut be sonders geeignet.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Industriegelenkroboters,

Fig. 2 die mechanische Schnittstelle zwischen Greifer und Ge lenk des Roboters, und

Fig. 3 bis 6 Einzelheiten des als Überlastsicherung dienen den Sollbruchringes im Greifer.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Industriegelenkroboter mit den Drehgelenken 1 bis 6 trägt am vorderen Ende seines Armes einen Greifer 7 (Hand) mit den Greiferfingern 71. Stößt der Greifer 7 ungewollt gegen ein Hindernis, z.B. infolge ei ner Programmstörung, so soll - um größere Schäden zu vermei den - die mechanische Ver bindung zwischen Arm und Greifer 7 an gezielter Stelle - wie durch Linie 11 gestrichelt angedeutet - brechen.

Hierzu ist eine Überlastsicherung in Form eines Soll bruchringes 8 vorgesehen.

Fig. 2 läßt diesen Sollbruchring 8 deutlich erkennen. Wie ersichtlich, ist am Greifer 7 ein zentrisch liegen der Sollbruchring 8 mit Schrauben 72 befestigt. Auf der dem Greifer 7 abgewandten Seite des Sollbruchringes 8 ist mittels Schrauben 62 das dem Greifer 7 zugeordnete Teil 71 einer mechanischen Schnellkupplung befestigt, deren anderes Teil 61 am Gelenk 6. d.h. dem Roboterarm, ange ordnet ist. Bei einer Überlastung soll der Sollbruchring 8 längs der gestrichelt angedeuteten Linie 11 brechen.

Hierzu ist der mit den Durchgangs- bzw. Gewindebohrungen 81 bis 84 versehene Sollbruchring 8 mit einer Einschnü rung in Form einer außenliegenden umlaufenden Ringnut 10 versehen, deren Tiefe etwa 90% der Wandstärke an der be treffenden Ringstelle ausmacht (vgl. Fig. 4). Hierdurch entsteht eine Schwachwandstelle 85. Axial an die Nut 10 anschließend ist der Innendurchmesser des Sollbruchbruch ringes 8 vom Innendurchmesser R ₁ auf den Innendurchmes ser R ₂ erweitert, und zwar - radial gesehen - über den Grund der Längsnut 10 hinaus. Hierdurch entsteht eine zweite axial wirkende umlaufende Schwachwandstelle 86, so daß bei Überlastkräften jeder Richtung ein definier ter Bruch an der Sollbruchstelle 11 infolge der Schwach wandstellen 85, 86 zwischen den Teilen 12 und 13 des Sollbruchringes 8 zustande kommt.

Nach dem Bruch verbleibt dann ein mit dem Greifer 7 ver bundenes Teil 12 und ein mit dem Kupplungsteil 71, d.h. dem Gelenk 6, verbundenes Teil 13.

Um bei diesem Bruch das Herunterfallen des Greifers 7 zu verhindern, ist im Innern 14 des Sollbruchringes 8 ein Fangseil 9 an der Innenwandung aufgewickelt. Dieses Fangseil 9 ist an beiden Enden in den Bohrungen 87 und 88, die sich in den Teilen 12 bzw. 13 des Sollbruchrin ges 8 befinden, festgelegt.

Claims

Mechanische Überlastsicherung für einen Industrieroboter, die zwischen Roboterarm und Greifer angeordnet ist und als rota tionssymmetrisches Element mit radialer Einschnürung an der Sollbruchstelle ausgeführt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) Als Element dient ein Ring (8), wobei die Sollbruchstelle (11) durch die radiale Einschnürung (10) und eine über den Grund der Einschnürung (10) hinausgehende Erweiterung des Innendurchmessers (R 2) gebildet wird, so daß radiale und axiale Schwachwandstellen (85, 86) zwischen Einschnürung (10) und den Innendurchmessern (R 1, R 2) entstehen, und
- b) im Inneren (14) des Ringes (8) ist ein Fangseil (9) angeord net, welches mit den beidseitig der Sollbruchstelle (L) lie genden Teilen (12, 13) des Ringes (8) verbunden ist.