DE3317261C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3317261C2
DE3317261C2 DE3317261A DE3317261A DE3317261C2 DE 3317261 C2 DE3317261 C2 DE 3317261C2 DE 3317261 A DE3317261 A DE 3317261A DE 3317261 A DE3317261 A DE 3317261A DE 3317261 C2 DE3317261 C2 DE 3317261C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
support frame
tool
head
manipulator according
axis
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3317261A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3317261A1 (de
Inventor
Walter Herbert Van Berkley Mich. Us Deberg
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of DE3317261A1 publication Critical patent/DE3317261A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3317261C2 publication Critical patent/DE3317261C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • B25J17/02Wrist joints
    • B25J17/0258Two-dimensional joints
    • B25J17/0266Two-dimensional joints comprising more than two actuating or connecting rods
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/18Mechanical movements
    • Y10T74/18568Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18576Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut
    • Y10T74/18624Plural inputs, single output

Landscapes

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

Description

Manipulatoren weisen meist einen Gelenkarm auf, der sich im Raume auf einer programmierten Bahn bewegt, um Werkstücke zwischen einer Werkstückfördermaschine und einer Fertigungs- oder Montagemaschine zu transportieren oder Werkzeuge zu handhaben, um Fertigungsvorgänge wie Bohren, Schweißen, Farbenaufsprühen und dergleichen durchzuführen. Ein Arbeitselement, wie ein Greifer oder ein am fernen oder äußeren Ende des Armes montiertes Werkzeug, ist häufig so ausgelegt, daß es sich um die Quer-, Längs- und Hochachse drehen kann. Diese Manipulatoren werden meist durch einen digitalen Rechner oder einen Mikroprozessor gesteuert, der Signale zur Steuerung der Versetzung oder Verschiebung des Werkzeugs oder des Werkstückgreifers am Ende des Manipulatorarms in einer vorgegebenen Bahn mit einer gesteuerten Geschwindigkeit erzeugt.
Der Arm eines herkömmlichen Manipulators ist meist freitragend und weist mehrere miteinander verbundene Abschnitte auf, die einzeln so betrieben werden, daß sie die normalen Wege eines menschlichen Armes und einer Hand nachahmen. Wenn das Stellglied für einen Armabschnitt oder das Werkzeug an der Gelenkverbindung des zu betätigenden Bauelements angeordnet ist, dann wird der Arm insgesamt schwer und sperrig. Damit wird häufig die gewünschte oder Sollbetätigungsgeschwindigkeit nicht erreicht, die weitgehend eine Funktion der Trägheit des gesamten Armes oder des Armes als Einheit ist.
Zu den wünschenswerten Zielen der meisten Manipulatoren gehört die Versetzung oder Verschiebung eines Werk­ stücks oder eines Werkzeugs von einer Lage im Raum zu einer anderen mit einem hohen Grad von Positionsgenauigkeit und mit maximaler Geschwindigkeit. Diese Aufgabe kann nur erfüllt werden, wenn der gesamte Aufbau des Manipulators steif, jedoch leichtgewichtigt ist und wenn die Vorrichtungen zum Verschwenken oder Versetzen der Armabschnitte mit großer Genauigkeit gesteuert werden können. Die Masse und Steifigkeit der Armstruktur sind von äußerster Wichtigkeit wegen der erzeugten Dreh- und Linear- bzw. Übergangsbewegung und der daraus entstehenden Schwingungen und Durchbiegungen. Die Positions­ genauigkeit hängt ebenfalls von der Steifigkeit ab und zu einem sehr hohen Grade von der Bauart des Vorgeleges, das zur Erzeugung der gewünschten Versetzungen und Verschiebungen verwendet wird. Beispielsweise sind hydraulische Antriebe einschließlich von Ventilen meist kompliziert, lassen Steifigkeit und glatten Betriebsablauf vermissen und verhalten sich unberechenbar unregelmäßig mit abrupten Laständerungen, wenn z. B. ein Werkstück abgelegt und freigegeben wird.
Die meisten Manipulatoren, die gegenwärtig am Markt angeboten werden, weisen alle Merkmale und Vor­ richtungen auf, die erforderlich sind, jede komplizierte Aufgabe zu erfüllen. Viele Aufgaben sind jedoch relativ einfach und brauchen nur wenige der Merkmale und Vorrichtungen, die der Manipulator aufweist, welchen der Käufer erwerben muß. Daher sind die meisten Manipulatoren verhältnismäßig teuer. Dies ergibt eine übermäßige Kapital­ anlage, besonders wenn viele Manipulatoren erforderlich sind.
Aus der DE-OS 30 38 419 ist ein Manipulator mit einem Werkzeugkopf bekannt, der drehbar mit einem Arm verbunden ist, welcher drehbar an ein Parallelogrammgestänge angeschlossen ist, welches wiederum mit einem Drehmechanismus in Verbindung steht. Ferner ist aus dieser Veröffent­ lichung die Verwendung von Leitspindeln bei derartigen Manipulatoren bekannt.
Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der GB 20 85 399 A bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Manipulator der angegebenen Art mit einfachem Aufbau bereitzustellen, der große Massen in einer Vertikalebene bewegen kann und große Bewegungsmöglichkeiten im Kopfbereich aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Manipulator mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Manipulator;
Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Manipulators der Fig. 1;
Fig. 3 eine Rückansicht des Manipulators;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 2;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Einrichtung zum Steuern der Nickbewegung des Werkzeugs am Manipulatorkopf;
Fig. 7 einen Seitenriß mit Darstellung der Arbeits­ weise der ausfahrbaren Elemente und der Vorrichtung zum Steuern des Werkzeug-/Werkstückträgers;
Fig. 8 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, eines Werkzeug-/ Werkstückträgers, der am Manipulatorkopf angeordnet ist;
Fig. 9 eine abgeänderte Ausführungsform des Werkzeug-/Werkstück­ trägers;
Fig. 10 einen Seitenriß einer weiteren Ausführungsform eines Manipulators;
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 10;
Fig. 12 einen Teilseitenriß eines weiteren Ausführungs­ beispiels eines Manipulators; und
Fig. 13 einen Stirnseitenaufriß des Manipulators der Fig. 12.
Der in den Fig. 1-4 gezeigte Manipulator 10 weist einen feststehenden Sockel auf, der einen sich um eine senkrechte Achse drehenden Stützrahmen 14 trägt. Der Rahmen 14 besitzt eine Grundplatte 16, auf der zwei im seitlichen Abstand voneinander angeordnete aufrechte Seitenrahmen 18 starr befestigt sind. Der Stützrahmen 14 ist am Sockel 12 über eine rohrförmige Welle 20 montiert, die in einem oberen und unteren Lager 22 auf der Grundplatte drehbar gelagert ist. Ein an der Unterseite der Grundplatte 16 montierter Motor 24 weist einen Treibriemen 26 mit einer An­ triebswelle 28 eines Untersetzungsgetriebes 30 auf. Der Montageflansch 32 des Untersetzungsgetriebes 30 ist bei 34 an der rohrförmigen Welle 20 verankert, und die Abriebwelle 36 des Untersetzungsgetriebes 30 ist an der Grundplatte 38 des Sockels 12 fixiert. Da die Abtriebswelle 36 am Sockel 12 befestigt ist und sich nicht drehen kann, wird das vom Motor 24 erzeugte Reaktionsmoment auf die rohrförmige Welle 20 übertragen, die dadurch zusammen mit dem von ihr getragenen Stützrahmen 14 gedreht wird.
Zwischen den beiden Seitenrahmen 18 ist ein Joch 40 drehbar gelagert, welches um eine waagerechte Achse A₁ schwingt. Das Joch weist eine Haltevorrichtung 42 auf, auf der zwei seitlich voneinander im Abstand angeordnete Drehspindeln 44 drehbar gelagert sind. Jede Spindel 44 weist eine Mutter 46 auf, die vorzugsweise als Kugel­ umlaufmutter ausgeführt ist. Die beiden Muttern werden gleichzeitig über einen Riemen- oder Kettentrieb 48 von einem Motor 50 gedreht, der von der Haltevorrichtung 42 getragen wird. Eine Leitspindel 52 ist dabei jeweils durch eine Mutter 46 geführt. Die Leitspindeln besitzen die gleiche Länge und sind an ihren Hinterenden durch eine Spreizstange 54 starr miteinander verbunden. Die vorderen Enden der beiden Leitspindeln 52 sind ebenso durch einen U-förmigen Kopf 56 starr miteinander verbunden.
Zwischen den oberen Enden der Seitenplatten 18 ist ein zweites Joch 58 um eine waagerechte Achse A₂ drehbar gelagert. Das obere Joch 58 weist eine Halterung 60 auf einer Welle 62 auf, die an beiden Enden in den Seitenplatten 18 drehbar gelagert ist. Die Halterung 60 trägt eine Spindel 64, welche eine mit einer Leitspindel 68 im Eingriff stehende Mutter 66 aufweist, die vorzugsweise als Kugelumlaufmutter ausgelegt ist. Die Mutter 66 weist einen Riemenantrieb 70 mit einem Motor 72 auf, der von der Halterung 60 getragen wird. Die Leitspindel 68 ist in einer senkrechten Ebene mittig zwischen den Leitspindeln 52 angeordnet, wobei ihr vorderes Ende drehbar am Punkt 74 durch ein Gabelteil 76 mit dem Kopf 56 verbunden ist. Nach Fig. 5 sind ein Kodierer 78 und ein Tachometer 80 direkt mit jedem Motor 50 und 72 verbunden und stehen mit einem Rechner, Mikroprozessor oder einer anderen geeigneten Steuerung in Verbindung, welche die Drehzahl und den Drehwinkel der Abtriebswelle der einzelnen Motoren genau überwacht.
Bei dem in den Fig. 1-4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Werkzeug-/Werkstückträger 82 drehbar zwischen den Gabeln 84 des Kopfes 56 gelagert. Ein entsprechendes Werkzeug 86 ist drehbar an der Front des Trägers 82 ein­ gespannt. Die Einrichtung zur Ausrichtung oder Betätigung des Werkzeugs 86 weist eine Parallelogrammführungseinheit 88 auf. Die Führung besitzt zwei erste Parallelogrammführungselemente 90, die schwenkbar an einem Ende auf einer Nabe von zwei Kettenrädern 92 angebracht sind. Jedes Kettenrad 92 ist drehbar in einer Halterung 94 gelagert, die an den beiden Seitenplatten 18 befestigt ist. Die Drehachse ist mit A₃ bezeichnet. Die beiden Halterungen 94 sind aus Gründen der Steifigkeit durch eine Überbrückungsplatte 96 miteinander verbunden. Die einzelnen Kettenräder werden unabhängig von je einem Motor 98 angetrieben. Wie im Falle der vorstehend beschriebenen Motoren weist jeder Motor 98 einen Kodierer 100 und ein Tachometer 102 auf, die mit dem Rechner oder einer anderen Steuerung in Verbindung stehen. Das gegenüber­ liegende Ende der einzelnen Führungselemente 90 trägt drehbar ein zweites Kettenrad 104. Endlose Ketten 106 sind um die einzelnen Gruppen von Kettenrädern 92, 104 geführt. Ein zweites Paar von Parallelogrammführungselementen 108 trägt Kettenräder 110 auf einer und Kettenräder 112 auf der gegenüberliegenden Seite. Die Kettenräder 112 sind in Gabeln 84 des Kopfes 56 drehbar um eine waagerechte Achse A₄ gelagert. Die Kettenräder 110 und 104 drehen sich koaxial um eine Achse A₅. Bei der in den Fig. 1-6 gezeigten Ausführungsform dreht sich das vordere Kettenrad 112a mit dem Gehäuse 82, und das Kettenrad 112b ist an einer Welle 114 befestigt, die an der Achse A₄ im Gehäuse 82 drehbar gelagert ist. Die Welle 114 ist mit dem Werkzeug 86 durch ein Ritzel 116 verbunden. Die endlosen Ketten 117 sind um die Kettenräder 110, 112 geführt.
Wenn der Motor 50 bei der vorstehend beschriebenen Anordnung betätigt wird und die Leitspindeln 52 ausfährt, dann schwingen die vorderen Enden der Leitspindeln 52, 68 in die Achse A₂ nach oben und, wenn der Motor die Leitspindeln 52 zurückfährt, dann schwingen die vorderen Enden dieser Leitspindeln um die Achse A₂ nach unten. In der gleichen Weise läßt die Betätigung des Motors 72 in entgegengesetzte Richtungen die vorderen Enden der Leitspindel um die Achse A₁ aufwärts und abwärts schwingen. Wenn beide Motoren 50, 72 gleichzeitig laufen, können die vorderen verbundenen Enden der beiden Leitspindeln jede vorgegebene Bahn innerhalb der Hüllkurve vollziehen, die durch die Länge der Leitspindeln begrenzt ist. Es sei jedoch bemerkt, daß die Drehbewegung der Leitspindeln 52, 68, die durch ihr Ausfahren und Zurückfahren bewirkt wird, die Parallelogrammführungseinheit 88 beeinflußt. Wenn beispielsweise die vorderen verbundenen Enden der Leitspindeln in irgendeiner Weise verfahren werden, dann schwingen die Parallelogrammführungselemente 90, 108 relativ zueinander um die Achse A₅. Erfolgt diese Drehbewegung, wenn keiner der Motoren 98 läuft, dann wickeln sich die Ketten 106 um verschiedene Bogensegmente der Kettenräder 92 und ergeben dann eine Drehung der Kettenräder 104, 110 und 112. Dadurch wird offensichtlich das Werkzeug 86 anders ausgerichtet oder positioniert. Die Parallelogrammführungseinheit ist so ausgelegt, daß das Gehäuse 82 eine feste Nickorientierung gegenüber dem Rahmen 14 beibehält, wenn die verbundenen vorderen Enden der beiden Leitspindeln verfahren werden, wenn das Kettenrad 112 nicht arbeitet. Läuft jedoch das Kettenrad 112b nicht, dann dreht sich die Welle 114 und verändert die Rollachse des Werkzeugs 86. Damit kann durch entsprechende Steuerung der beiden Motoren 98 jede gewünschte Nick- und Rollachse des Werkzeugs 86 erreicht werden, wenn die Leitspindeln 52, 68 ausgefahren und zurückgefahren werden, um die Stellung ihrer Vorderenden zu verschieben. Wenn außerdem die Nickachse des Trägers 82 durch den entsprechenden Motor 98 so gesteuert wird, daß sie senkrecht bleibt (und nicht waagerecht, wie in Fig. 1 gezeigt), dann bestimmt die gleichzeitige Betätigung des motorsteuernden Kettenrades 112b die Gier- oder Scherachse des Werkzeugs 86.
Ein wesentliches Merkmal besteht in der relativen Länge der beiden Parallelogrammführungselemente 90, 108. Das Führungs­ element 90 ist kürzer als das Führungselement 108, und ihre Drehachse A₃ liegt zwischen den Achsen A₁ und A₂, so daß der Abstand zwischen der Achse A₃ und A₅ kleiner ist als der Abstand zwischen den Achsen A₂ und A₃. Bei dieser Längenproportion der Führungselemente und dieser Anordnung der Achse A₃ kann die Drehachse A₅ durch die Seitenplatten 18 in der in Fig. 7 dargestellten Weise schwingen, wenn die Leitspindeln 52, 68 verhältnismäßig weit zurückgefahren werden. Damit wird die maximale Größe des Werkstückumfangs hauptsächlich durch die Länge der Leit­ spindeln 52, 68 gesteuert, wobei die Parallelogrammführungseinheit diesen Werkstückumfang oder die Werkstückumhüllende nicht stört.
Es sei bemerkt, daß der vorstehend erläuterte Einsatz der Leitspindeln zu einem starren Aufbau in Leichtbauweise führt, wodurch die Werkzeuge mit verhältnismäßig hoher Ge­ schwindigkeit und einem hohen Grad von Genauigkeit versetzt werden können. Die mit Leitspindeln erreichbare Positionier­ genauigkeit übertrifft die mit Hydraulikzylindern erreichbare bei weitem. Die Steifigkeit der Einrichtung ergibt sich nicht nur aus der Trägerkonstruktion, sondern auch aus der Anordnung der beiden Leitspindeln 52. Durch die starre Verbindung der Leitspindeln an ihren gegenüberliegenden Enden wird eine maximale Festigkeit gegenüber Torsionsbelastungen erreicht, und Durchbiegungen bzw. Auslenkungen werden auf einem Minimum gehalten.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine einzige Parallelo­ grammführungseinheit 88 verwendet wird. Diese Parallelogrammführungseinheit ist im wesentlichen die gleiche wie die der Fig. 1-3 und wird dort eingesetzt, wo nur die Nickachse des Werkzeuges zu steuern ist. So ist das Werkzeug oder Werkstück 118 direkt am Träger 82 montiert, der seinerseits an einer Welle 120 angebracht ist, an der auch das Ketten­ rad 112a montiert ist. Die Welle 120 ist drehbar im Kopf 56 an der Achse A₄ gelagert. In anderer Hinsicht ist die Eingelenkanordnung der Fig. 6 gleich der der in den Fig. 1-3 gezeigten Anordnung.
In Fig. 8 ist eine abgeänderte Form des Werkzeug-/Werkstückträgers dargestellt, der zwei Klauen oder Klemmbacken 122 aufweist, die drehbar am Punkt 124 einer Halterung 126 montiert sind, die an der Welle angebracht ist, welche das Kegelritzel 116 trägt.
Die Klauen können durch entsprechende Einrichtungen, wie einen kleinen Hydraulikzylinder 128, geöffnet und geschlossen werden. Die Achsausrichtung der Klauen 122 wird durch die in den Fig. 1-3 dargestellten Parallelogrammführungen gesteuert.
Eine weitere Ausführungsform des Werkzeug-/Werkstückträgers ist in Fig. 9 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform betätigt das Kegelritzel 116 eine Schraube 130, die ihrerseits über eine Mutter 132 eine Kipphebelklaue 134 betätigt. Die achsgenaue Ausrichtung des Trägers 136, auf dem die Klaue 134 montiert ist, wird in der gleichen Weise wie der vorstehend beschriebene Träger 82 gesteuert.
Wenn die Einrichtung, mit welcher der Manipulator benutzt wird, nur eine begrenzte lichte Oberweite aufweist, welche das Rückfahren der Spindel 68 in geneigter Stellung stören würde, dann kann der Manipulator in der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Weise abgeändert werden. Die Aus­ führungsform der Fig. 10 und 11 ist im wesentlichen gleich der oben beschriebenen, mit der Ausnahme, daß die obere Leitspindel 68 durch eine Kette 138 ersetzt ist, die am Punkt 140 mit dem Kopf 56 verbunden ist. Zwischen den oberen Endabschnitten der Seitenrahmen 18 erstreckt sich eine Halterung 142, die an diesen befestigt ist. Die Kette 138 ist um ein Kettenrad 144 geführt, das durch einen an der Halterung 143 montierten Motor 146 angetrieben wird. Die Kette ist auch um ein Leerlauf­ kettenrad 148 gelegt, um einen genügenden Umgriff der Kette 138 um das Kettenrad 144 sicherzustellen. Die Halterung 42 trägt auch eine sich senkrecht erstreckende Führung 150, welche eine Laufbahn für ein Gegengewicht 152 am freien Ende der Kette 138 bildet. Das Gegengewicht 152 ist so bemessen, daß es das Werkzeug am vorderen Ende der Leitspindeln 52 ausgleicht. Damit wird die erforder­ liche Kraft weitgehend herabgesetzt. Die Parallelogramm­ führungseinheit 88 zur Achsausrichtung des Werkzeugs in der Anordnung der Fig. 10 und 11 entspricht der der Fig. 1 bis 3.
Die in den Fig. 12 und 13 gezeigte Ausführungsform ist im allgemeinen wie die der Fig. 1-3 konstruiert und arbeitet in der gleichen Weise mit der Ausnahme, daß der Stützrahmen nicht um eine senkrechte Achse drehbar, sondern in einer waagerechten Ebene wie auf einer Plattform auf dem Sockel verschiebbar montiert ist. Diese Ausführungsform weist einen Hauptrahmen 154 mit zwei senkrecht angeordneten Seitenrahmen 156 auf, zwischen denen die Leitspindeln 52, 68 genauso wie die Seitenrahmen 18 in den Fig. 1-3 montiert sind. Sie weist auch zwei Parallelogrammführungen auf, welche die Achs­ ausrichtung des Trägers 82 und des von diesem getragenen Werkzeugs steuern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Werkzeug 158 eine Schweißelektrode, deren Spitze im allgemeinen an der Rollachse des Werkzeugs endet. An ihren sich gegenüberliegenden Enden sind die beiden Rahmen 156 starr durch Halterungen 160, 162 in einem Abstand miteinander verbunden. Der Stützrahmen für den Manipulator weist einen Rahmen 164 mit zwei aufrecht stehenden Schenkeln 166 an jedem Ende auf. Die Schenkel an jeder Seite des Rahmens sind durch Längsträger 168, 170 und an jedem Ende durch Querstücke 172 miteinander verbunden. Eine sich längs erstreckende Führungsschiene 174 ist am Längsträger 168 und eine gleiche Führungsschiene 176 am Längsträger 170 montiert. An einem Ende des Rahmens 154 weist jede Seitenplatte 156 eine Halterung 178 auf, auf der drei dreiseitig ausgerichtete Rollen drehbar gelagert sind, die mit der Führungsschiene 174 in Rolleingriff stehen. Am entgegengesetzten Ende des Rahmens weist die Halterung 162 drei Rollen 182 auf, die in einer senkrechten Ebene liegen und mit der oberen und unteren Fläche der Führungsschiene 176 in Eingriff stehen. Eine waagerechte Leitspindel 184 erstreckt sich über die Länge des Rahmens 164 und ist an ihren sich gegenüberliegenden Enden am Rahmen befestigt. Eine Mutter 186 wird auf einer der Platten 156 drehbar gelagert. Die Mutter 186 wird durch einen Riementrieb 188 von einem Motor 190 aus in Gegenrichtung angetrieben, der am Manipulatorrahmen 154 befestigt ist. Bei eingeschränktem Bodenraum für die Anlage ist es offensichtlich, daß die Führungsschienen 174, 176 vom Dach oder einer Deckenkonstruktion des Gebäudes aus getragen werden können anstatt an den oberen Enden der Schenkel 166. Dieser Manipulator arbeitet in der gleichen Weise wie die vorstehend beschriebenen, mit Ausnahme, daß die Grenzen der Werkstückkontur kubisch und nicht zylinderförmig sind. Natürlich kann der Manipulator auch längs seines Stützrahmens 164 durch Drehung der Mutter 186 angeordnet werden.

Claims (10)

1. Manipulator mit einem Stützrahmen, einem ersten und zweiten längen­ veränderlichen Element, die am Stützrahmen gelenkig gelagert und an einem Kopf gelenkig miteinander verbunden sind, mit am Stützrahmen angeordneten Antrieben für die längenveränderlichen Elemente, einem beweglich am Kopf angeordneten Werkzeug-/Werkstückträger und einem am Stützrahmen angeordneten Antrieb für den Werkzeug-/Werkstückträger, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Gelenkachsen (A₁, A₂, 74) zwischen dem Stützrahmen (14), den längenveränderlichen Elementen und dem Kopf (56) horizontal und parallel zueinander angeordnet sind, derart, daß der Kopf (56) in einer Vertikalebene bewegbar ist, daß das erste längenver­ änderliche Element zwei mit seitlichem Abstand angeordnete parallele Leitspindeln (52, 52) umfaßt, die der Kopf (56) an ihren Vorderenden starr miteinander verbindet, und daß der Werkzeug-/Werkstückträger starr (82) über eine Parallelogrammführungseinheit (88) mit zwei gelenkig miteinander verbundenen Parallelogrammführungselementen (90, 108) gegenüber dem Kopf (56) ausrichtbar ist.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite längenveränderliche Element eine dritte Leitspindel (68) aufweist.
3. Manipulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen (14) zwei starr miteinander verbundene Seitenrahmen (18), die im Abstand voneinander angeordnet sind, und Joche (40) aufweist, die sich zwischen den Seitenrahmen (18), in denen sie drehbar gelagert sind, erstrecken.
4. Manipulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen (14) auf einem Sockel (12) um eine senkrechte Achse drehbar angeordnet ist.
5. Manipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (12) zwei sich waagerecht erstreckende, seitlich im Abstand voneinander angeordnete Trägerschienen (174, 176) aufweist, auf welchen sich seitlich gegenüberliegende Abschnitte des Stützrahmens (164) montiert sind, und daß Vorrichtungen (180, 182, 190) den Stützrahmen (164) längs der Schienen (174, 176) waagerecht verfahren.
6. Manipulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er ein biegsames Spannteil aufweist, das an einem Ende an Kopf (56) verankert ist und sich von dort aus nach hinten und oben erstreckt sowie über ein kreisförmiges Bauteil am Stützrahmen (14) geführt ist, das an der zweiten Gelenkachse (A₂) drehbar gelagert ist und durch einen am Stützrahmen vorgesehenen Motor (146) angetrieben wird.
7. Manipulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Spannteil eine Kette (138) ist, daß das kreisförmige Bauteil ein Kettenrad (144) ist und daß die Kette (138) ein freies, vom Kettenrad (144) nach unten ragendes Ende sowie ein Gegengewicht (152) aufweist, das am freien Ende der Kette (138) befestigt ist.
8. Manipulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Parallelogrammführungseinheit (88) kreisförmige Bauteile aufweist, die an einer dritten, vierten und fünften Achse (A₃, A₄, A₅) drehbar gelagert sind und daß Endloselemente (106, 117) um die kreisförmigen Bauteile herumgeführt sind und mit diesen in treibender Verbindung stehen.
9. Manipulator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kreis­ förmigen Bauteile Kettenräder (92, 104, 110, 112) sind und daß die End­ loselemente (106, 117) Ketten sind, welche mit den Kettenrädern in Eingriff stehen.
10. Manipulator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeug-/Werkstückträger (82) ein Gehäuse, das am Kopf (56) an der vierten Achse (A₄) drehbar gelagert ist, und ein Werkzeug (86), das am Gehäuse um eine zur vierten Achse (A₄) senkrechte Achse drehbar gelagert ist, aufweist und daß die Parallelogrammführungseinheit (88) zwei Parallelogrammführungen (90, 108) mit zwei Gruppen von Ketten (106, 117) und zwei Kettenräder (112a, 112b) aufweist, von denen eines (112a) mit dem Gehäuse und das andere (112b) mit dem Werkzeug (86) verbunden ist.
DE19833317261 1982-05-27 1983-05-11 Robotmanipulator Granted DE3317261A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/382,706 US4435116A (en) 1982-05-27 1982-05-27 Robotic manipulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3317261A1 DE3317261A1 (de) 1983-12-01
DE3317261C2 true DE3317261C2 (de) 1993-04-22

Family

ID=23510056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833317261 Granted DE3317261A1 (de) 1982-05-27 1983-05-11 Robotmanipulator

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4435116A (de)
JP (1) JPS58211878A (de)
AU (1) AU546190B2 (de)
CA (1) CA1208255A (de)
DE (1) DE3317261A1 (de)
FR (1) FR2527498B1 (de)
GB (1) GB2120635B (de)
IT (1) IT1205585B (de)
SE (1) SE451967B (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4565104A (en) * 1982-09-20 1986-01-21 Scientific-Atlanta, Inc. Linear actuator for large-angle motions
DE3332196C2 (de) * 1983-09-07 1985-08-01 Hermann Spicher GmbH, 5000 Köln Vorrichtung zur automatischen Entnahme von Gegenständen aus Behältern
JPS60146685U (ja) * 1984-03-12 1985-09-28 株式会社三協精機製作所 旋回ア−ムの上下動ヘツド
SE454756B (sv) * 1984-05-18 1988-05-30 Asea Ab Kraftoverforingsanordning vid hanteringsrobot
US4790718A (en) * 1985-03-27 1988-12-13 The English Electric Company Plc Manipulators
NL8502525A (nl) * 1985-09-16 1987-04-16 Groot R Holding Laag Zuthem Bv Manipulator.
CH672089A5 (de) * 1985-12-16 1989-10-31 Sogeva Sa
US4819496A (en) * 1987-11-17 1989-04-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Six degrees of freedom micromanipulator
DE3802166A1 (de) * 1988-01-26 1989-08-03 Praemeta Handhabungsgeraet zum transportieren und positionieren von gegenstaenden
US5265667A (en) * 1989-09-14 1993-11-30 Westinghouse Electric Corp. Robotic arm for servicing nuclear steam generators
US4962676A (en) * 1989-10-12 1990-10-16 The Gillette Company Two axis transfer device
FR2716400B1 (fr) * 1994-02-22 1996-04-26 Onera (Off Nat Aerospatiale) Dispositif manipulateur, à structure parallèle, pour déplacer un objet dans un espace de travail cylindrique.
FR2734749B1 (fr) * 1995-05-29 1997-08-14 Leseure Michel Manipulateur plan programmable a tres haute cadence et son support universel
FR2739801B1 (fr) * 1995-10-13 1998-01-02 Leseure Michel Perfectionnements aux manipulateurs plans a trajectoire figee ou programmable a tres haute cadence
US6085961A (en) * 1998-07-07 2000-07-11 Chrysler Corporation Method and apparatus for establishing user-selected operator load positions for manufacturing tool
US6089440A (en) * 1998-07-07 2000-07-18 Chrysler Corporation Adjustable vehicle assembly tool
DE19836624C1 (de) 1998-08-13 2000-02-10 Heckert Werkzeugmaschinen Gmbh Werkzeugmaschine mit Koppelführung
US6662673B1 (en) * 1999-04-08 2003-12-16 Applied Materials, Inc. Linear motion apparatus and associated method
DE19952530A1 (de) * 1999-10-30 2001-05-10 Hueller Hille Gmbh Bearbeitungsmaschine zum mehrachsigen Bewegen eines Werkzeuges oder eines Werkstückes
US20050072655A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-07 Glen Raque Transport system
DE102004033329B4 (de) * 2004-07-09 2007-08-16 Dürr Systems GmbH Applikationsroboter mit einer Parallelkinematik
US20060032192A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-16 Mcleod Jesse Transporter device
ES2258917B1 (es) * 2005-02-17 2007-12-01 Fundacion Fatronik Robot paralelo con cuatro grados de libertad de alta velocidad.
RU2471448C2 (ru) * 2006-04-11 2013-01-10 Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. Устройство для позиционирования ультразвукового преобразователя в магнитно-резонансном томографе
US7609020B2 (en) * 2006-07-11 2009-10-27 Delaware Capital Formation, Inc. Geometric end effector system
US20080011437A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 First Data Corporation Systems and methods for inverting sheet-like materials
KR101326835B1 (ko) * 2011-12-06 2013-11-07 현대자동차주식회사 다차종 차체 조립 시스템의 사이드 정위치 장치
JP6677970B2 (ja) * 2015-02-20 2020-04-08 川崎重工業株式会社 産業用ロボット
CN113561164B (zh) * 2021-05-19 2023-08-29 四川犍小茉科技有限公司 一种机械手

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2861699A (en) * 1950-10-16 1958-11-25 Gen Mills Inc Method and apparatus for performing operations at a remote point
FR1324012A (fr) * 1962-05-24 1963-04-12 Molins Machine Co Ltd Appareils de manipulation et de manutention mécaniques
US3651958A (en) * 1969-09-25 1972-03-28 Simplex Corp Automatic loading and transfer equipment
JPS5025234B1 (de) * 1970-02-20 1975-08-21
JPS52121262A (en) * 1976-04-01 1977-10-12 Tsubakimoto Chain Co Robot arm actuating system
SU631329A1 (ru) * 1976-08-02 1978-11-05 Предприятие П/Я А-3858 Манипул тор дл монтажно-сборочных работ
DE2800273A1 (de) * 1978-01-04 1979-07-12 Farkas Gyoergy Dipl Ing Verfahren und einrichtung fuer mehrdimensionale bewegungssteuerung und programmierung
JPS5615995A (en) * 1979-07-19 1981-02-16 Shin Meiwa Ind Co Ltd Arm turning device
JPS5656395A (en) * 1979-10-12 1981-05-18 Hitachi Ltd Industrial multiple joint type robot
GB2083795B (en) * 1980-09-13 1984-01-25 Marconi Co Ltd Manipulator mechanisms
CA1186005A (en) * 1980-10-06 1985-04-23 Sergio N. Simunovic Robotic manipulator
US4407625A (en) * 1981-05-15 1983-10-04 Westinghouse Electric Corp. Multi-arm robot

Also Published As

Publication number Publication date
IT1205585B (it) 1989-03-23
DE3317261A1 (de) 1983-12-01
AU546190B2 (en) 1985-08-22
US4435116A (en) 1984-03-06
JPS6213149B2 (de) 1987-03-24
GB8312427D0 (en) 1983-06-08
AU1389483A (en) 1983-12-01
IT8348229A0 (it) 1983-05-05
JPS58211878A (ja) 1983-12-09
CA1208255A (en) 1986-07-22
GB2120635A (en) 1983-12-07
SE451967B (sv) 1987-11-09
FR2527498B1 (fr) 1987-02-13
FR2527498A1 (fr) 1983-12-02
SE8302954L (sv) 1983-11-28
GB2120635B (en) 1985-12-24
SE8302954D0 (sv) 1983-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3317261C2 (de)
EP1982799B1 (de) Handhabungsanordnung
DE69026068T2 (de) Handhabungsgerät, vorgesehen für das Zusammenwirken mit einem Industrieroboter
DE69317574T2 (de) Gelenkroboter
DE19611130A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer definierten Positionierung und Orientierung mindestens einer Plattform
EP0812652A1 (de) Vorrichtung zur Bearbeitung und/oder Montage von Werkstücken
DE3702108C2 (de) Motorgetriebene Vorrichtung zum Umsetzen von Werkstücken
EP0693334A1 (de) Transportsystem
WO2004110871A1 (de) Arbeitsstation und verpackungsmaschine
DE4411255C2 (de) Sägemaschine für Gehrungs- und Schifterschnitte
EP0123221A1 (de) Handhabungssystem, insbesondere für kleine Lasten und/oder begrenzte Zugriffswege
DE10302317A1 (de) Werkzeugmaschine mit Stabkinematik
EP0342257B1 (de) Werkzeugmaschine mit Magazin und Werkzeugwechsler
EP0136430B1 (de) Industrieroboter mit zweigliedrigem Gelenkarm
DE4411257C2 (de) Sägemaschine für Gehrungs- und Schifterschnitte
EP1566243B1 (de) Vorrichtung zum Positionieren und Antreiben eines Arbeitswerkzeuges
DE2813726C2 (de) Plattenkreissäge
DE102020211506B4 (de) Ausleger-Arbeitsvorrichtung
DE10305399A1 (de) Roboterarm Mechanismus
WO1999002313A1 (de) Scherenangetriebener roboterarm und portalroboter
DE3308474A1 (de) Arbeitsgeraet zum bewegen von gegenstaenden unter beibehaltung einer bestimmten ausrichtung
DE4111547A1 (de) Rundtaktautomat
EP0102547A2 (de) Transportautomat, insbesondere zur Pressenverkettung
EP0502233B1 (de) Transportautomat, insbesondere zum Transportieren von Werkstücken zwischen Pressen
DE4323736C2 (de) Handhabungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee