DE3513056A1 - JOINT DRIVE ARRANGEMENT - Google Patents

JOINT DRIVE ARRANGEMENT

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DE3513056A1
DE3513056A1 DE19853513056 DE3513056A DE3513056A1 DE 3513056 A1 DE3513056 A1 DE 3513056A1 DE 19853513056 DE19853513056 DE 19853513056 DE 3513056 A DE3513056 A DE 3513056A DE 3513056 A1 DE3513056 A1 DE 3513056A1
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drive arrangement
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Albert J. Stillwater Minn. Sturm Jr.
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    • 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
    • B25J9/023Cartesian coordinate type
    • B25J9/026Gantry-type
    • 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

Description

HOEGER, STEbLi^EGnT-A ^A-RTNER 3513HOEGER, STEbLi ^ EGnT-A ^ A-RTNER 3513

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7OOO STUTTGART 1PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 cD 7OOO STUTTGART 1

A 46 575 b Anmelder: GCA Corporation k - 176 209 Burlington RoadA 46 575 b Applicant: GCA Corporation k - 176 209 Burlington Road

10. April 1985 Bedford, Mass. 01730April 10, 1985 Bedford, Mass. 01730

U.S.A.UNITED STATES.

Gelenk-Antr iebsanordnungArticulated drive arrangement

Die Erfindung betrifft eine Gelenk-Antriebsanordnung für einen Arbeitsautomaten (Roboter). Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Dreiachsengelenk-Antriebsanordnung, welche speziell zum Einsatz in Verbindung mit einer vertikalen, teleskopierbaren Rohranordnung geeignet ist, welche von einem oberhalb des Arbeitsbereichs verfahrbaren Laufwagen getragen wird. Eine derartige Anordnung ist in einer weiteren Anmeldung der Anmelderin (US-Patentanmeldung Serial No. 439,601) beschrieben.The invention relates to an articulated drive arrangement for a work machine (robot). In particular deals the invention with a three-axis joint drive assembly which is specifically for use in conjunction with a vertical, telescopic pipe arrangement is suitable, which is from a above the Work area movable carriage is carried. Such an arrangement is in a further application by the applicant (U.S. Patent Application Serial No. 439,601).

Gemäß der früheren Anmeldung trägt der Laufwagen ein konventionalles Dreiachsengelenk, wobei der Antrieb um jede der Achsen unabhängig mit Hilfe eines eigenen Motors erfolgt und wobei die Motorachsen im wesentlichen längs der Antriebsachsen verlaufen. Bei dieser Konstruktion kann der Motor für den Drehantrieb um die vertikale Achse bequem in der teleskopierbaren Rohranordnung montiert werden.Der Motor für das Schwenken des Arbeitsorgans steht dabei seitlich von der Anordnung ab und begrenzt damit deren Schwenkmöglichkexten bei bestimmtenAccording to the earlier application, the carriage carries a conventional three-axis joint, with the drive being rotated each of the axes is done independently with the help of its own motor and the motor axes are essentially run along the drive axles. With this construction, the motor can be used for rotary drive around the vertical Axis can be conveniently mounted in the telescopic tube arrangement. The motor for swiveling the working element protrudes from the side of the arrangement and thus limits their pivoting possibilities for certain

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Anwendungen in gewissem Umfang. Der Motor für das Drehen des Arbeitsorgans selbst ist gemäß der genannten Anmeldung in einem Arm beträchtlicher Länge angeordnet/ der von dem Gelenk ausgeht, so daß das Arbeitsorgan sich in einem entsprechenden Abstand vom Kreuzungspunkt der drei Gelenkachsen befindet.Applications to some extent. The motor for rotating the working organ itself is according to the above Application arranged in an arm of considerable length / which extends from the joint, so that the Working organ is located at a corresponding distance from the point of intersection of the three joint axes.

Ausgehend von den vorstehend beschriebenen Konstruktionen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dreiachsengelenk-Antriebsanordnung für einen Arbeitsautomaten bzw. einen Roboter anzugeben, bei der das Arbeitsorgan bzw. ein Werkzeug dicht am Schnittpunkt der drei Gelenkachsen angebracht werden kann.Based on the constructions described above, the object of the invention is to provide a specify improved three-axis joint drive arrangement for an automatic machine or a robot, in which the working organ or a tool is attached close to the intersection of the three joint axes can.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Gelenkantriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by an articulated drive arrangement solved with the features of claim 1.

Bei der Gelenk-Antriebsanordnung gemäß der Erfindung kann das Arbeitsorgan, welches von den Montageeinrichtungen getragen wird, dadurch um die Abtriebswelle der Differentialgetriebeeinrichtungen geschwenkt bzw. gedreht werden, daß man die beiden länglichen Motoranordungen mit entgegengesetztem Drehsinn laufen lässt. Außerdem kann das Arbeitsorgan gemeinsam mit dem Getriebegehäuse um die fluchtenden Achsen der Eingangselemente geschwenkt werden, indem man die länglichen In the case of the articulated drive arrangement according to the invention, the working organ, which from the mounting devices is carried, thereby pivoted or pivoted about the output shaft of the differential gear devices. be rotated that one lets the two elongated motor assemblies run with opposite directions of rotation. In addition, the working element can be pivoted together with the gear housing about the aligned axes of the input elements by adjusting the elongated

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Motoranordnungen im gleichen Drehsinn antreibt. Weiterhin kann das Arbeitsorgan durch Betätigung des Drehantriebs um die Achse des rohrförmigen Montageelements gedreht werden.Motor assemblies drives in the same direction of rotation. Furthermore, the working organ can by actuating the Rotary drive are rotated about the axis of the tubular mounting element.

Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Gelenk-Antriebsanordnung, daß sie außergewöhnlich kompakt ausgebildet werden kann, so daß das Arbeitsorgan von allen Seiten dicht an ein Werkstück herangeführt werden kann, insbesondere, wenn das rohrförmige Montageelement eine teleskopierbar Rohranordnung umfasst. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gelenkantriebsanordnung besteht darin, daß die Steuerung der Schwenk- und Drehbewegungen dadurch erleichtert wird, daß sich alle drei Gelenkachsen an einem gemeinsamen Schnittpunkt schneiden. Weiterhin kann das Arbeitsorgan bei der erfindungsgemäßen Gelenkantriebsanordnung frei um seine Drehachse gedreht werden. Dabei ist die Gelenkantriebsanordnung sehr zuverlässig und auch für schwere Arbeitsorgane bzw. Werkzeuge geeignet. Trotzdem ist die erfindungsgemäße Gelenkantriebsanordnung relativ einfach aufgebaut und damit kostengünstig herstellbar.It is an advantage of the articulated drive arrangement according to the invention, that it can be made extremely compact, so that the working organ of all Sides can be brought close to a workpiece, especially if the tubular mounting element comprises a telescopic tube assembly. Another advantage of the articulated drive arrangement according to the invention is that the control of the pivoting and rotating movements is facilitated by the fact that all three joint axes intersect at a common point of intersection. Furthermore, the working body can the joint drive arrangement according to the invention can be rotated freely about its axis of rotation. Here is the articulated drive arrangement very reliable and also suitable for heavy work organs and tools. Still is the articulated drive arrangement according to the invention has a relatively simple structure and can therefore be manufactured inexpensively.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:Further details and advantages of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Kran-Tragekonstruktion mit einer Dreiachsengelenk-Antriebsanordnung gemäß der Erfindung;1 shows a perspective crane support structure with a three-axis joint drive arrangement according to the invention;

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Fig. 2 eine Vorderansicht der Gelenk-Antriebsanordnung ;Figure 2 is a front view of the articulated drive assembly ;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Gelenk-Antriebsanordnung ;Figure 3 is a side view of the articulated drive assembly ;

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch die Gelenk-Antriebsanordnung längs der Linie 4-4 in Fig. 3;4 shows a partial longitudinal section through the articulated drive arrangement the line 4-4 in Figure 3;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2;Figure 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in Figure 2;

Fig. 6 einen Teil-Querschnitt parallel zu der Linie 4-4 in Fig. 3 zur Verdeutlichung des Aufbaus einer Differentialgetriebeanordnung der erfindungsgemäßen Gelenk-Antriebsanordnung .6 shows a partial cross-section in parallel to the line 4-4 in Fig. 3 to illustrate the structure of a differential gear arrangement of Articulated drive assembly according to the invention .

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Tragkonstruktion bzw. einen Rahmen 11 mit zwei Schienen 13, von denen in Fig. 1 nur eine sichtbar ist. Eine Brückenanordnung ist längs der Schienen 13 verfahrbar und trägt ihrerseits einen Wagen 19/ an dem eine in senkrechter Richtung teleskopierbare Rohranordnung 23 gehaltert ist. Am unteren Ende der teleskopierbaren Rohranordnung ist ein Dreiachsengelenk 24 gemäß der ErfindungIn detail, Fig. 1 shows a support structure or a frame 11 with two rails 13, of which in Fig. 1 only one is visible. A bridge arrangement can be moved along the rails 13 and in turn carries it a carriage 19 / on which one in the vertical direction telescopic tube assembly 23 is supported. At the lower end of the telescopic tube assembly is a three axis joint 24 according to the invention

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montiert. An dem Gelenk 24 ist ein Arbeitsorgan bzw. ein Werkzeug 25 montiert.assembled. A working element or a tool 25 is mounted on the joint 24.

Die Arbeitsweise der Brückenanordnung 1I1 des Wagens und der teleskopierbaren Rohranordnung 23 ist in der eingangs erwähnten Anmeldung detailliert beschrieben. Für die vorliegende Anmeldung soll es ausreichen, darauf hinzuweisen, daß die Bewegungen der genannten Baugruppen längs der drei zueinander senkrechten Achsen durch ein Servomotorsystem gesteuert werden. Typischerweise umfasst dabei jede der Servoschleifen einen Gleichstrom-Servomotor für die Erzeugung der Antriebskraft und ein unabhängiges Abtastsystem, beispielsweise einen Winkelcodierer oder eine Strecke mit Markierungen zum separaten Bestimmen der tatsächlichen Bewegung längs der betreffenden Achse. Dabei ist es ein Vorteil von Krangerüstrobotern der betrachteten Bauart, daß sie relativ gleichmäßig in einem großen Raum arbeiten können bzw. in einem großen Volumen, welcher bzw. welches leicht verändert und erweitert werden kann. Da die Bewegungsachsen senkrecht zueinander verlaufen, kann ein Manipulator der betrachteten Art ferner relativ leicht programmiert werden. Dabei ist es für den erfolgreichen Einsatz derartiger Manipulatoren wichtig, daß am unteren Ende der teleskopierbaren Rohranordnung 23 eine Gelenkanordnung vorgesehen ist, welche das Drehen bzw. Schwenken des Arbeitsorgans vorzugsweise um drei einander senkrecht schneidende Achsen gestattet,The operation of the bridge device 1 I 1 of the carriage and the telescopic tube assembly 23 is described in detail in the aforementioned application. For the present application, it should be sufficient to point out that the movements of the assemblies mentioned along the three mutually perpendicular axes are controlled by a servomotor system. Typically, each of the servo loops comprises a DC servo motor for generating the drive force and an independent scanning system, for example an angle encoder or a section with markings for separately determining the actual movement along the relevant axis. It is an advantage of crane scaffolding robots of the type under consideration that they can work relatively uniformly in a large space or in a large volume which can be easily changed and expanded. Since the axes of movement are perpendicular to one another, a manipulator of the type under consideration can also be programmed relatively easily. For the successful use of such manipulators, it is important that a joint arrangement is provided at the lower end of the telescopic tube arrangement 23, which allows the working member to be rotated or pivoted, preferably about three axes that intersect perpendicularly to one another,

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so daß eine vollständige Flexibilität im Positionieren des Arbeitsorgans erreichbar ist.so that complete flexibility in the positioning of the working organ can be achieved.

Wie Fig. 2 zeigt, umfasst das als Ausführungsbeispxel dargestellte Dreiachsengelenk 24 eine Montageplatte 27 zum Montieren des Gelenks 24 am Boden (am unteren Ende) der Rohranordnung 23. Unterhalb der Montageplatte 27 befindet sich ein rohrförmiges Gehäuse 29, welches im wesentlichen eine Verlängerung des letzten Rohres der Rohranordnung 23 bildet. In dem Gehäuse 29 befindet sich ein Drehantrieb, welcher weiter unten noch näher erläutert wird und welcher dazu dient, ein Basiselement 33 um die (vertikale) Achse der teleskopierbaren Rohranordnung 23 zu schwenken.As FIG. 2 shows, the three-axis joint 24 shown as an exemplary embodiment comprises a mounting plate 27 for mounting the joint 24 on the floor (at the lower end) of the pipe arrangement 23. Below the mounting plate 27 is a tubular housing 29, which is essentially an extension of the last Tube of the tube assembly 23 forms. In the housing 29 there is a rotary drive, which is below will be explained in more detail and which serves a base element 33 around the (vertical) axis of the telescopic Pivot tube assembly 23.

Das Basiselement 33 trägt zwei längliche Motoranordnungen 35 und 37, welche vertikal und parallel zu dem Gehäuse 29 und dem darin befindlichen Drehantrieb dicht an dem Gehäuse 29 montiert sind. Jede der Motoranordnungen 35,37 treibt ein rechtwinkliges Kegelradgetriebe 41 bzw. 43,dessen Abtriebswelle mit der Welle des zugeordneten Motors einen Winkel von 90° einschließt. Zwischen den Kegelradgetrieben 41,43 ist ein Getriebegehäuse 45 mit einem Differentialgetriebesystem 47 angeordnet. Das Differentialgetriebesystem 47 besitzt zwei fluchtende, doch in entgegengesetzte Richtungen weisende Eingangselemente bzw. Wellen, von denen jede durch das jeweils zugeordnete Kegelradgetriebe 41The base member 33 carries two elongated motor assemblies 35 and 37 which are vertical and parallel to the Housing 29 and the rotary drive located therein are mounted tightly on the housing 29. Any of the engine assemblies 35,37 drives a right-angled bevel gear 41 or 43, the output shaft of which with the shaft of the assigned motor encloses an angle of 90 °. Between the bevel gears 41,43 is a Gear housing 45 with a differential gear system 47 is arranged. The differential gear system 47 has two aligned but opposing input elements or shafts, each of which by the respectively assigned bevel gear 41

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bzw. 43 angetrieben wird. Das Differentialgetriebesystem 47 besitzt ferner eine Abtriebswelle, welche eine Montageplatte 49 trägt, an der ein Arbeitsorgan montiert sein kann. Jede der vorstehend erwähnten Unteranordnungen, deren gegenseitige Lage auch aus Fig. 3 deutlich wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf entsprechende Zeichnungsfiguren noch näher erläutert.or 43 is driven. The differential gear system 47 also has an output shaft which carries a mounting plate 49 on which a working element can be mounted. Any of the above Sub-arrangements, the mutual position of which is also clear from FIG. 3, will be referred to below explained in more detail on corresponding drawing figures.

Fig. 4 zeigt, daß das rohrförmige Gehäuse 29 ein inneres Rohr 51 aufweist, welches starr mit der Montageplatte 27 verbunden ist, sowie ein äußeres Rohr 53, welches mittels Lagern 54 und 55 drehbar auf dem inneren Rohr 51 gelagert ist. Ein länglicher Gleichstrom-Servomotor 56 ist in dem inneren Rohr 51 montiert und besitzt eine Abtriebswelle, welche die Antriebswelle eines (harmonischen) Untersetzungsgetriebes 57 antreibt. Das Untersetzungsgetriebe 57 treibt seinerseits das äußere Rohr 53 über seine Abtriebswelle 58 an, welche ebenso wie das äußere Rohr 53 mit der Montageplatte 49 verbunden ist. Ferner ist ein Servo-Drehwinkelgeber 59 vorgesehen, welcher direkt die Winkelstellung der Abtriebswelle 58 erfasst und ein Rückführsignal liefert, welches zur Regelung der Speisung des Servomotors 56 verwendet wird, so daß ein toter Gang und Fehlpositionierungen des mechanischen Montagesystems ausgeregelt werden. Die Vorteile eines derartigen Rückkopplungssystems sind detailliertFig. 4 shows that the tubular housing 29 has an inner tube 51 which is rigid with the mounting plate 27 is connected, as well as an outer tube 53, which by means of bearings 54 and 55 rotatably on the inner tube 51 is mounted. An elongated DC servo motor 56 is mounted in the inner tube 51 and has an output shaft, which is the input shaft of a (harmonic) reduction gear 57 drives. The reduction gear 57 in turn drives the outer tube 53 via its output shaft 58, which, like the outer tube 53, also drives it the mounting plate 49 is connected. Furthermore, a servo rotary encoder 59 is provided, which directly detects the angular position of the output shaft 58 and supplies a feedback signal which is used to control the Feeding the servo motor 56 is used, so that a dead gear and incorrect positioning of the mechanical Mounting system can be adjusted. The advantages of such a feedback system are detailed

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in der eingangs erwähnten Anmeldung beschrieben.described in the application mentioned at the beginning.

Die Motoranordnung 35 ist in Fig. 5 detaillierter dargestellt. Dabei versteht es sich, daß die Motoranordnung 35 im wesentlichen ebenso ausgebildet ist wie die Motoranordnung 37, welche jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Montageplatte 33 montiert ist und folglich nicht detailliert beschrieben werden soll.The motor assembly 35 is shown in greater detail in FIG. It is understood that the motor arrangement 35 is formed essentially in the same way as the motor assembly 37, which, however, is based on the opposite side of the mounting plate 33 is mounted and are therefore not described in detail target.

Wie der Drehantrieb für die senkrechte Achse umfasst jede der zwei Motoranordnungen 35,37 einen länglichen Gleichstrom-Servomotor 61, welcher ein zugeordnetes {harmonisches) Reduziergetriebe 62 antreibt. Jedem Motor 61 mit seinem Reduziergetriebe 62 ist dabei ein rechtwinkliges Kegelradgetriebe zugeordnet, vorzugsweise ein Getriebe mit Hypoidverzahnung und mit einer gegenüber der Antriebswelle versetzten Abtriebswelle. Die Abtriebswelle 63 des Reduziergetriebes 62 treibt das kleinere der Kegelräder, d.h. das Ritzel 64. Das größere Kegelrad bzw. der Zahnring 65 treibt eine Abtriebswelle 66. Die beiden an sich identischen Motoranordnungen 35,37 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Montageplatte bzw. des Basiselements 33 montiert und so ausgerichtet, daß die Abtriebswellen 66 miteinander fluchten, jedoch in entgegengesetzte Richtungen weisen, so daß sie zu den Antriebswellen des Differentialgetriebesystems 47 passen. Die tatsächlicheLike the rotary drive for the vertical axis, each of the two motor assemblies 35, 37 comprises an elongated one DC servo motor 61, which drives an associated (harmonic) reduction gear 62. Each Motor 61 with its reduction gear 62 is assigned a right-angled bevel gear, preferably a gearbox with hypoid gearing and an output shaft offset from the drive shaft. The output shaft 63 of the reduction gear 62 drives the smaller of the bevel gears, i.e. the pinion 64. The The larger bevel gear or the toothed ring 65 drives an output shaft 66. The two essentially identical motor arrangements 35, 37 are mounted on opposite sides of the mounting plate or the base element 33 and oriented so that the output shafts 66 are aligned but in opposite directions so that they mate with the drive shafts of the differential gear system 47. The actual

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Winkelstellung der Abtriebswellen 66 wird jeweils durch einen Servo-Drehwinkelgeber 67 erfasst, welcher ein Rückkopplungssignal erzeugt, welches von der Steuerung zur Regelung der Antriebsenergie für den zugeordneten Gleichstrom-Servomotor 61 ausgewertet werden kann. Das Differentialgetriebesystem 47 mit seinen beiden Antriebswellen 71 und 72 ist in Fig.6 gezeigt. Die Antriebswellen 71,72 sind in einem Differentialgetriebegehäuse 45 gelagert und mit zugeordneten Kegelrädern 73 bzw. 74 verbunden. In dem Gehäuse 45 ist ferner eine Abtriebswelle 75 gelagert, die senkrecht zu den Antriebswellen 71 und 72 verläuft. Die Abtriebswelle 75 trägt ein Kegelrad 76, welches mit den beiden Kegelrädern 73 und 74 kämmt. Das andere Ende der Abtriebswelle 75 trägt die oben erwähnte Montageplatte 49.The angular position of the output shafts 66 is recorded in each case by a servo rotary encoder 67, which a feedback signal generated by the Control for regulating the drive energy for the assigned DC servomotor 61 evaluated can be. The differential gear system 47 with its two drive shafts 71 and 72 is shown in FIG shown. The drive shafts 71, 72 are in a differential gear housing 45 mounted and connected to associated bevel gears 73 and 74, respectively. In the case 45 an output shaft 75 is also mounted, which runs perpendicular to the drive shafts 71 and 72. The output shaft 75 carries a bevel gear 76 which meshes with the two bevel gears 73 and 74. The other The end of the output shaft 75 carries the above-mentioned mounting plate 49.

Wie aus Fig. 6 deutlich wird, ist das Differentialgetriebegehäuse 45 schwimmend angeordnet und nicht an dem Basiselement 33 befestigt, sondern lediglich durch die beiden Antriebswellen 71 und 72 gehaltert. Wenn die Antriebswellen 71 und 72 mit entgegengesetztem Drehsinn angetrieben werden, dann dreht sich folglich die Abtriebswelle 75 um ihre Achse und schwenkt das Arbeitsorgan 25 um die Längsachse der Abtriebswelle 75 (ff-Achse). Wenn sich dagegen die beiden Antriebswellen 71 und 72 im gleichen Drehsinn drehen, dann dreht sich die Abtriebswelle 75 zusammen mit demAs is clear from FIG. 6, the differential gear housing 45 is arranged in a floating manner and is not fastened to the base element 33, but is only supported by the two drive shafts 71 and 72. When the drive shafts 71 and 72 are driven in opposite directions of rotation, the output shaft 75 consequently rotates about its axis and pivots the working element 25 about the longitudinal axis of the output shaft 75 ( ff axis). If, however, the two drive shafts 71 and 72 rotate in the same direction of rotation, then the output shaft 75 rotates together with the

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Gehäuse 75 und dem Arbeitsorgan 25 um die gemeinsame Achse der Antriebswellen 71/72.Housing 75 and the working element 25 around the common Axis of the drive shafts 71/72.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß keine der Motoranordnungen 35 bzw. 37 die Drehbewegung um die eine oder andere der beiden genannten Drehachsen unabhängig steuert. Stattdessen ergibt sich die Drehbzw. Schwenkbewegung des Arbeitsorgangs in Abhängigkeit von der Drehrichtung und der Drehzahl beider Motoren. Während diese Verknüpfung die Aufgaben der Steuerung etwas komplizierter macht, ist andererseits zu beachten, daß die Kombination der Bewegungen lediglich ein einfaches Addieren der Positionssignale erforderlich macht,die von den Drehwinkelgebern erzeugt werden, welche den Motoranordnungen zugeordnet sind. Dies steht im Gegensatz zu den komplizierten geometrischen Zusammenhängen, welche in anderen Robotersystemen auftreten können, bei denen die Drehachsen nicht senkrecht zueinander verlaufen oder sich nicht schneiden.From the above description it is clear that none of the motor arrangements 35 or 37 the rotary movement about one or the other of the two axes of rotation mentioned controls independently. Instead, there is the Drehbzw. Swivel movement of the work process as a function of the direction of rotation and the speed of both motors. While this link is responsible for the tasks of the On the other hand, it should be noted that the combination of movements is only makes it necessary to simply add the position signals generated by the rotary encoders which are assigned to the engine assemblies. This is in contrast to the complicated geometrical relationships that exist in other robot systems can occur in which the axes of rotation are not perpendicular to each other or do not intersect.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Differentialantriebs besteht darin, daß die verschiedenen länglichen Motoranordnungen dicht an der vertikalen Rohranordnung und parallel zu dieser montiert werden können und daß das Arbeitsorgan sehr dicht am Schnittpunkt der drei Achsen montiert werden kann, so daß keine ins Gewicht fallende Armlänge erforderlich ist, um Platz für denjenigen Motor zu schaffen, der das Arbeitsorgan um die dritte Achse antreibt. An important advantage of the differential drive according to the invention is that the various elongated motor assemblies are close to the vertical tube assembly and can be mounted parallel to this and that the working organ is very close to the point of intersection the three axles can be mounted so that no weighty arm length is required to accommodate to create for the motor that drives the working element around the third axis.

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Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen wird deutlich, daß die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wird und daß dabei eine Reihe von weiteren Vorteilen realisiert werden kann.In view of the foregoing it is clear that the invention on which the invention is based Object is achieved and that a number of other advantages can be realized.

Außerdem wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, daß dem Fachmann, ausgehend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.In addition, it is clear from the above description that the person skilled in the art, on the basis of what has been described Embodiment, numerous possibilities for changes and / or additions are available without bids that he would have to leave the basic idea of the invention.

Claims (7)

PatentansprücheClaims 1. Gelenk-Antriebsanordnung für einen Arbeitsautomaten (Roboter), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:1. Articulated drive arrangement for an automatic machine (Robot), characterized by the following features: es ist ein längliches/ rohrförmiges Montageelement (23,27,29) vorgesehen;an elongated / tubular mounting element (23,27,29) is provided; es ist ein Basiselement (33) vorgesehen; es sind Drehantriebseinrichtungen (56,57,58) vorgesehen, die fluchtend zu dem rohrförmigen Montageelement (23,27,29) ausgerichtet sind und durch die das Basiselement (33) zu einer Drehbewegung um die Achse des rohrförmigen Montageelementes (23,27,29) antreibbar ist;a base element (33) is provided; rotary drive devices (56,57,58) are provided, which are aligned with the tubular mounting element (23,27,29) and through the the base element (33) for a rotary movement about the axis of the tubular mounting element (23,27,29) is drivable; es sind zwei längliche Motoranordnungen (35,37) vorgesehen, die an dem Basiselement (33) angrenzend an das und parallel zu dem rohrförmigen Montageelement (23,27,29) montiert sind; es ist ein Getriebegehäuse (45) vorgesehen, in dem Differentialgetriebeeinrichtungen (71 bis 76) drehbar gelagert sind, welche zwei Eingangselemente (71,72) umfassen, die um miteinander fluchtende, einander gegenüberliegende Achsen drehbar sind und von denen jedes in Antriebsverbindung mit dertwo elongated motor assemblies (35,37) are provided which are adjacent to the base element (33) mounted on and parallel to the tubular mounting element (23,27,29); a gear housing (45) is provided in which differential gear devices (71 to 76) are rotatable are mounted, which two input elements (71,72) comprise, which are aligned to each other, opposing axes are rotatable and each of which is in driving connection with the -2--2- A 46 575 bA 46 575 b k - 176 - 2 -k - 176 - 2 - 10. April 1985April 10, 1985 jeweils zugeordneten länglichen Motoranordnung (35/37) steht, und welche ferner eine Ahtriebswelle (75) umfassen, welche sich senkrecht zu den Eingangselementen (71,72) erstreckt; und an der Abtriebswelle (75) sind Montageeinrichtungen (49) zum Montieren eines Arbeitsorgans (25) vorgesehen. each associated elongated motor assembly (35/37) is, and which also has a drive shaft (75) extending perpendicular to the input members (71,72); and Mounting devices (49) for mounting a working element (25) are provided on the output shaft (75). 2. Gelenk-Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achse des rohrförmigen Montageelements (23,27,29) und die Achsen der Eingangselemente (71,72) der Differentialgetriebeeinrichtungen (71 bis 76) und die Achse der Abtriebswelle (75) derselben sämtlich an einem gemeinsamen Schnittpunkt schneiden.2. Articulated drive arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the axis of the tubular mounting element (23,27,29) and the axes of the input elements (71,72) of the differential gear devices (71 to 76) and the axis of the output shaft (75) of the same all on a common Cut intersection. 3. Gelenkantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Motoranordnungen (35, 37) einen Gleichstrommotor (61), ein harmonisches Reduziergetriebe (62) zum Untersetzen der Drehzahl des Motors (61) und ein rechtwinkliges Kegelradgetriebe (41,43) mit einer zur Abtriebswelle des Motors (61) senkrechten Abtriebswelle (66) umfasst.3. Articulated drive assembly according to claim 1, characterized in that each of the motor assemblies (35, 37) a direct current motor (61), a harmonic reduction gear (62) for reducing the speed of the motor (61) and a right-angled bevel gear (41,43) with a to the output shaft of the Motor (61) includes vertical output shaft (66). 4. Gelenk-Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der länglichen Motoranordnungen (35,37) jeweils ein Drehwinkelgeber (67) zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals4. Articulated drive arrangement according to claim 3, characterized characterized in that each of the elongate motor assemblies (35,37) each have a rotary encoder (67) for generating a feedback signal -3--3- A 46 575 bA 46 575 b k - 176 - 3 -k - 176 - 3 - 10. April 1985April 10, 1985 zugeordnet ist, welches der Winkelstellung des betreffenden Eingangselementes (71/72) der Differentialgetriebeeinrichtungen (71 bis 76) entspricht.is assigned which is the angular position of the relevant input element (71/72) of the differential gear devices (71 to 76). 5. Gelenk-Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Montageelement eine teleskopierbare Rohranordnung (23) umfasst.5. Articulated drive arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the tubular mounting element comprises a telescopic tube assembly (23). 6. Gelenk-Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (45) zwischen den Kegelradgetrieben (41,43) angeordnet ist und daß die Eingangselemente (71,72) der Differentialgetriebeeinrichtungen (71 bis 76) jeweils mit der Abtriebswelle des zugeordneten Kegelradgetriebes (41,43) verbunden sind.6. Articulated drive arrangement according to claim 3, characterized characterized in that the gear housing (45) is arranged between the bevel gears (41, 43) and that the input elements (71,72) of the differential gear devices (71 to 76) each with the output shaft of the associated bevel gear (41, 43) are connected. 7. Gelenk-Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelräder (64,65) der Kegelradgetriebe (41,43) eine Hypoidverzahnung aufweisen und um seitlich gegeneinander versetzte Achsen drehbar sind.7. joint drive arrangement according to claim 3, characterized in that the bevel gears (64,65) of the Bevel gears (41, 43) have a hypoid toothing and are laterally offset from one another Axes are rotatable. -4--4-
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT398921B (en) * 1992-05-08 1995-02-27 Kroes Helmut Ing SOLDER HEAD
DE9402241U1 (en) * 1994-02-10 1995-06-14 Likratec Drucklufttechnik Gmbh Screwdriver guide with brake
AT406244B (en) * 1996-05-21 2000-03-27 Igm Robotersysteme Ag Apparatus for cutting bevels
CH696030A5 (en) * 2003-03-21 2006-11-30 Tecan Trading Ag Apparatus and their use for the manipulation of samples.
US8096338B2 (en) * 2009-09-25 2012-01-17 Michael Alan Postill Method and apparatus for applying sheet material to a vehicle
CN104440906A (en) * 2014-11-24 2015-03-25 东莞市智赢智能装备有限公司 High-speed robot for production assembly line system

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8505746D0 (en) * 1985-03-06 1985-04-11 Universal Machine Intelligence Robotic wrist & gripper
US4936052A (en) * 1986-04-05 1990-06-26 Nagase Iron Works Co., Ltd. Machine and method of grinding molding die
DE3802533A1 (en) * 1988-01-28 1989-08-10 Behr Industrieanlagen JOINT MECHANISM FOR THE AUTOMATIC POSITIONING OF A WORKING MACHINE, IN PARTICULAR WRIST MECHANISM OF AN INDUSTRIAL ROBOT
JPH02269582A (en) * 1989-04-07 1990-11-02 Mitsubishi Electric Corp Industrial robot
US9315007B2 (en) * 2013-01-23 2016-04-19 Fives Machining Systems, Inc. Composites system with dockable heads
CN103406899B (en) * 2013-08-19 2016-03-16 长沙远大住宅工业集团有限公司 Automatic die filling tool hand

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4921672Y1 (en) * 1970-08-21 1974-06-10
JPS5727686A (en) * 1980-07-21 1982-02-15 Hitachi Ltd Industrial articular robot
EP0078113A3 (en) * 1981-10-26 1984-05-30 United Kingdom Atomic Energy Authority A manipulator
DE3228945A1 (en) * 1982-08-03 1984-02-16 GdA Gesellschaft für digitale Automation mbH, 8000 München DEVICE FOR DRIVING THE TWO AXES OF THE HAND MEMBER OF AN INDUSTRIAL ROBOT

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT398921B (en) * 1992-05-08 1995-02-27 Kroes Helmut Ing SOLDER HEAD
DE9402241U1 (en) * 1994-02-10 1995-06-14 Likratec Drucklufttechnik Gmbh Screwdriver guide with brake
AT406244B (en) * 1996-05-21 2000-03-27 Igm Robotersysteme Ag Apparatus for cutting bevels
CH696030A5 (en) * 2003-03-21 2006-11-30 Tecan Trading Ag Apparatus and their use for the manipulation of samples.
US8096338B2 (en) * 2009-09-25 2012-01-17 Michael Alan Postill Method and apparatus for applying sheet material to a vehicle
CN104440906A (en) * 2014-11-24 2015-03-25 东莞市智赢智能装备有限公司 High-speed robot for production assembly line system
CN104440906B (en) * 2014-11-24 2016-06-01 东莞市智赢智能装备有限公司 Production line system high-speed robot

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Publication number Publication date
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GB2157649A (en) 1985-10-30

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