DE3872767T2

DE3872767T2 - Gelenkeinrichtung zum verbinden von zwei teilen eines roboterarmes.

Info

Publication number: DE3872767T2
Application number: DE8888107674T
Authority: DE
Inventors: Karl-Erik Forslund; Klas Klangeby
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2008-05-14
Also published as: EP0291864B1; SE8702082D0; EP0291864A1; US4913577A; JPH01115589A; SE8702082L; DE3872767D1; JP2643292B2; SE462524B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von zwei Armteilen eines Roboterarms gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der FR-A-2 560 546.
Ein Industrieroboter hat normalerweise einen Arm, der in mehreren Freiheitsgraden beweglich ist, wobei das freie Ende des Armes eine Hand in Form eines Greifers oder dergleichen trägt. Der Arm besteht oft aus einem ersten Armteil und einem zweiten Armteil, die über ein Ellenbogengelenk miteinander verbunden sind.
Von Industrierobotern wird verlangt, daß der Roboterarm in der Lage ist, mit großer Genauigkeit programmierte Bewegungsmuster zu wiederholen. Wenn als Folge des Ersetzens oder Reparierens von Teilen in beispielsweise den Arm Änderungen - und zwar auch kleine - in der programmierten Endposition der Hand auftreten, so kann dies eine erneute Programmierung erforderlich machen, die im Falle komplizierter Bewegungsmuster des Roboterarms sehr zeitaufwendig ist.
Die FR-A-2 560 546 beschreibt eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Zwischen den beiden Flanschgliedern des ersten Armteils ist eine Achse mittels Lager drehbar gelagert. Das Endteil des zweiten Armteils ist fest mit dem Mittelteil der genannten Achse verbunden, so daß es zusammen mit dieser Achse relativ zum ersten Armteil rotieren kann. Für die seitliche Justierung der Achse sind keine Mittel vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von zwei Armteilen eines Roboterarms der eingangs genannten Art zu entwickeln, deren Konstruktion so beschaffen ist, daß ein Armteil, beispielsweise nachdem es ersetzt worden ist, mit zufriedenstellender Toleranz in seiner Lage relativ zu dem anderen Armteil und somit zu der früheren Position justiert werden kann, so daß eine Wiederprogrammierung im Falle eines programmierten Roboters vermieden werden kann.
Zur Losung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von zwei Armteilen eines Roboterarms gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt.
Durch das Lösen einer Mutter und Festziehen der anderen werden die Wellenbuchsen in den Flanschlöchern des Joches in der einen oder anderen Richtung verlagert, was eine seitliche Verlagerung des zugehörigen Armteils in bezug auf das andere Armteil zur Folge hat. Auf diese Weise kann eine seitliche Justierung bis zu etwa beispielsweise 2 mm erreicht werden, was ausreichend ist, um eine Neuprogrammierung nach Ersatz von beispielsweise einem Armteil des Roboters zu vermeiden.
Anhand der einzigen Figur, die ein Ellenbogengelenk im Arm eines Industrieroboters zeigt, wird die Erfindung nunmehr erläutert.
In der Figur bezeichnet 1 ein erstes Armteil und 2 ein zweites Armteil, wobei nur die wichtigsten Teile des Roboterarms in der Umgebung des aktuellen Gelenks dargestellt sind. Das Verbindungsende des ersten Armes ist wie ein Joch geformt mit zwei in Abstand von einander angeordneten parallelen Flanschen 3, zwischen denen das Ende 4 des ersten Armteils 2 befestigt ist. Das Ende 4 ist mit Lagersitzen 5 versehen, in denen Wellenbuchsen 6 mit Hilfe konischer Lager 7 drehbar angeordnet sind. Eine Zugstange 8 verläuft durch das Ende 4 und die Wellenbuchsen 6. Mittels einer Mutter 9, die auf die Zugstange 8 geschraubt ist, können die Wellenbuchsen 6 gegen den Lagersitze 5 gepreßt werden, und das Spiel zwischen den Buchsen 6 und dem Sitzen 5 kann eingestellt werden. Die Schrauben 9 sind mit geeigneten Sicherungsscheiben versehen. Die Flansche 3 des ersten Armteils 1 sind mit durchgehenden Löchern für die Wellenbuchsen 6 versehen, die an der Außenseite des betreffenden Flansches hervorstehen. Der hervorstehende Teil der Wellenbuchsen 6 ist mit Gewinde versehen und trägt Schrauben 10. Durch Anziehen einer Schraube 10 auf einer Seite und Lösen der entsprechenden Schraube 10 auf der anderen Seite des Ellenbogengelenks kann das Armteil 2 im Verhältnis zum Armteil 1 seitlich bewegt werden, wobei die maximal erforderliche seitliche Bewegung auf etwa beispielsweise 2 mm geschätzt werden kann.
Die Vorrichtung ist sehr praktisch, da sie einen einfachen Zusammenbau und Auseinanderbau des Gelenkes ermöglicht. Um ein Armteil zu ersetzen, wird beispielsweise zunächst der Deckel 11 entfernt. Danach werden die Muttern 9 und 10 abgeschraubt. Die Wellenbuchsen 6, die nicht rotieren, sondern mittels Haftsitz in entsprechenden Löchern in den Flanschen 3 eingepaßt sind, können mit einem Abziehwerkzeug mit Gewinde, welches einem Innengewinde der durchgehenden Löcher der Wellenbuchse 6 angepaßt ist, entfernt werden. Danach können die Armteile 1 und 2 getrennt werden.
Der Zusammenbau erfolgt in entgegengesetzter Reihenfolge. Das Armteil 2 wird zwischen die Flansche 3 eingepaßt. Die Wellenbuchsen 6 werden durch die Löcher in den Flanschen eingeführt und mittels der Muttern 9 festgezogen, wobei gleichzeitig sichergestellt wird, daß ein geeignetes Spiel in dem Ellenbogengelenk durch entsprechend bemessenes Anziehen der Muttern 9 und Aufsetzen der oben genannten Sicherungsscheiben oder anderer geeigneter Sicherungsmittel auf den Muttern 9 vorhanden ist. Danach werden die Muttern 10 aufgeschraubt und das Armteil 2 wird im Verhältnis zum Armteil 1 justiert. Schließlich werden die Deckel 11 auf gesetzt.

Claims

1. Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von zwei Armteilen, vorzugsweise von Armteilen eines Roboterarms, mit einem ersten Armteil (1), dessen Verbindungsende als Joch mit (2) zwei einen Zwischenraum zwischen sich bildenden Ansätzen oder Flanschen (3) an der Verbindungsstelle ausgebildet ist, und mit einem zweiten Armteil (2), dessen Ende (4) zwischen die beiden Ansätze oder Flansche (3) des Joches paßt und mit diesen Ansätzen drehbar um eine Achse durch die beiden Ansätze verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Ende (4) des zweiten Armteils an den den entsprechenden Ansätzen gegenüberliegenden Seiten mit Lagersitzen (5) versehen ist, in welchen Wellenhülsen gelagert sind, daß die Wellenhülsen (6) mittels einer Zugstange (8), die sich durch das genannte Ende (4) und die genannten Wellenhülsen (6) erstreckt, drehbar an dem genannten Ende (4) befestigt sind, daß die Wellenhülsen (6) in durchgehende Löcher in dem betreffenden Ansatz (3) passen und sich durch den genannten Ansatz (3) erstrecken, daß die Wellenhülsen (6) mittels Muttern (10), die auf die zugänglichen Teile der Wellenhülsen (6) aufgeschraubt sind, derart befestigt sind, daß die Muttern (10) gegen die äußeren Seiten der Ansätze (3) festgedreht werden, und daß beim Lösen der Mutter (10) auf einer Seite und Festdrehen der entsprechenden Mutter (10) auf der anderen Seite des Ellenbogengelenks der zweite Armteil (2) in seitlicher Richtung im Verhältnis zum ersten Armteil (1) bewegt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen den Wellenhülsen (6) und den Lagersitzen (5) durch das Anziehen von Muttern (9) auf der durchgehenden Zugstange (8) eingestellt werden kann.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch in den Wellenhülsen (6) für die Zugstange (8) mit Innengewinde versehen ist zum Anschluß eines Werkzeuges zum Herausziehen.