JP2013545626A - 自動化されたハンドリング装置、特にハンドリングロボットから熱を排出する装置、並びにこの装置の使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動化されたハンドリング装置（１００）、特にハンドリングロボット（１０）から熱を排出する装置（３０）であって、前記ハンドリング装置（１００）の構造体（２０）と、前記ハンドリング装置（１００）の、少なくとも１つの発熱する装置（２１，２２）、特に駆動装置とを備えた装置（３０）に関する。本発明によれば、空気を排出するサクション装置（３１）又は空気を供給する正圧装置（４１）が設けられており、該サクション装置（３１）又は該正圧装置（４１）は、前記少なくとも１つの発熱する装置（２１，２２）に作用接続されて配置されている。

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載された装置、すなわち、自動化されたハンドリング装置、特にハンドリングロボットから熱を排出する装置であって、前記ハンドリング装置の構造体と、前記ハンドリング装置の、少なくとも１つの発熱する装置、特に駆動装置とを備えた装置に関する。本発明はさらに、本発明による装置の使用に関する。

請求項１の前提部に記載されたハンドリング装置は、既に一般的に公知であり、例えば、工場において部材を組み立てるための全自動化されたハンドリングロボットとして使用される。最も簡単もしくは単純な場合には、駆動装置の熱は、ハンドリング装置の構造体の熱放射によって周囲に排出される。典型的な発熱する装置は、ハンドリング装置の加熱する駆動装置であり、これらの駆動装置は例えば、グリップアームを運動させるため又はワーク又はこれに類したものを旋回させるために必要である。ハンドリング装置の構造体を介して行われる、熱の純然たる放射の他に、ハンドリング装置内に存在する空気が、発熱する装置によって加熱され、特に、例えば駆動軸又はこれに類したものの領域における非シール性によって、ハンドリング装置から逃げることによっても、熱は、ハンドリング装置の周囲に放出される。

さらにＤＥ２０２００５００２４７５Ｕ１から、工業ロボットに、衝突力を緩和するフォーム材料カバーを設けることが、公知である。工業ロボットのこのような構成では、熱が限られたある程度の値でしか周囲に放出され得ない、という問題が生じる。それというのは、ハンドリング装置内に配置された部材の負荷は、ハンドリング装置の比較的高い内部温度によって高められ、このことは特に、電子部品において臨界的になり得るからである。

さらに別の問題点としては次のことが挙げられる。すなわちこの場合、ハンドリング装置の、通常非シール性を有する軸駆動部を介して、特に、例えば塵埃の多い製造工場においてハンドリング装置が使用されている場合には、塵埃、汚れ又はこれに類したものが、ハンドリング装置の内部に達し、これによってハンドリング装置の機能性もしくは耐用寿命が減じられてしまう。空気清浄状態に対して高い要求が課せられる製造室内において、例えば、製薬工業又は半導体工業における製造室内において、ハンドリング装置を使用する場合には、逆に、ハンドリング装置の上記のような非シール性によって、汚染された空気が、ハンドリング装置の構造体の内部から、製造装置もしくは製造室内に達してしまう、おそれがある。

発明の開示
ゆえに本発明の課題は、上に述べた従来技術を出発点として、請求項１の前提部に記載された、自動化されたハンドリング装置、特にハンドリングロボットから熱を排出する装置を改良して、自動化されたハンドリング装置、特にハンドリングロボットが、特に、特別な清浄状態もしくは空気の質が要求される、又は、例えば塵埃のような不純物が特に高いレベルで存在する、領域もしくは室において、使用することができるようにすることである。さらに、比較的高い温度での運転も可能であることが望まれており、このような高い温度によって、さもないと、通常これに関連した、駆動部分の高い温度に基づいて、ハンドリング装置が停止してしまうことがある。

この課題を解決するために、本発明では請求項１の特徴部記載のように構成した。すなわち本発明の構成では、冒頭に述べた装置において、空気を排出するサクション装置又は空気を供給する正圧装置が設けられており、該サクション装置又は該正圧装置は、少なくとも１つの発熱する装置に作用接続されて配置されている。

本発明は、ハンドリング装置内における少なくとも１つの発熱する装置に作用接続されて配置されている、空気を排出もしくは供給するサクション装置又はブロー装置を設ける、という思想に基づいている。これによって、従来技術とは異なり、熱を能動的に、吸込みもしくは吹出しによってハンドリング装置から排除するという可能性が得られる。この結果、追加的に、ハンドリング装置の熱負荷もしくは構成部材の熱負荷が減じられる。

自動化されたハンドリング装置から熱を排出する本発明による装置の別の好適な態様は、従属請求項に記載されている。本発明の枠内には、請求項、明細書及び／又は図面に開示された特徴のうちの少なくとも２つから成るすべての組合せが、含まれる。

本発明の装置において、構造体が、少なくともほぼ気密な構造体として形成されており、サクション装置又は正圧装置が、特にコラムの領域において構造体に接続されているとハンドリング装置の気密な構造体において、十分に大きな空気流を生ぜしめ、これによって、構造体内において発生する熱を、少なくとも、熱が損傷もしくは不都合な影響を及ぼさない領域に排出することができる、構造的に特に簡単な構成を有する装置が得られる。

一般的に非気密性に形成されたハンドリング装置において、熱を排出する空気を、熱が発生する場所に到達させるために、本発明の特に好適な態様では、構造体の内部に、サクション装置又は正圧装置に連結された、特にチューブ状又は管状のエレメントが設けられ、該エレメントは、構造体の内部に配置された発熱する装置に作用接続されている。

この場合特に好適な態様では、エレメントは、該エレメントの長手方向に少なくとも１つのパーフォレーション、好ましくは複数のパーフォレーションを有する。このように構成されていると、エレメントの全長にわたって、暖められた空気を吸い出すこと、もしくは臨界的な箇所に冷却空気を供給することが可能になる。

この場合、パーフォレーションのサイズもしくは直径もしくは数が、エレメントの長手方向において変化すると、均一な熱流が得られる。

例えば空気力式に操作されるグリップアームを有するハンドリング装置が、公知である。このような空気力操作式のグリップアームは、接続チューブを用いて操作もしくは運転され、この接続チューブを介して負圧もしくは正圧がグリップアームに導かれる。従って本発明の別の態様では、エレメントは、ハンドリング装置の空気力式に運転される駆動装置への接続装置である。すなわち、いずれにせよ駆動装置を運転するために必要なチューブは、同時に、熱を排出するために使用される。これによって、ハンドリング装置の構造体の内部空間における所要スペースを増大させる必要がなくなり、追加的な投資コストの高騰を最小にすることができる。

本発明の別の態様では、構造体は、センサ機能を有する被覆体によって取り囲まれている。このような構造体は通常、外部に対して断熱作用を有しているので、本発明による装置は、ハンドリング装置の構成部材が臨界的な温度に達することなく、ハンドリング装置を運転することができる。

本発明はまた、空気の清浄に対して高い要求を課せられている室、特に無塵室における、本発明による装置の使用、並びに、汚染された室における、本発明による装置の使用にも関する。

次に図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。

ハンドリングロボットとして形成された、無塵室内におけるハンドリング装置を示す概略図である。 熱を排出するためにチューブ状のエレメントを使用した、ハンドリング装置の変化実施形態を示す部分図である。

同じ機能を有する同じ部材は、図面において同一符号で示されている。

図１には、ハンドリングロボット１０として形成された自動化されたハンドリング装置１００が略示されている。このハンドリングロボット１０は、用途を制限されるものではないが、例えば製造室１内における部材の取付けもしくは組立てのために働く。

ハンドリングロボット１０は、コラム１１を有し、このコラム１１は、製造室１の床に結合されている。コラム１１の上端面には、第１の旋回アーム１２が配置されていて、この旋回アーム１２は、回転軸線１３において旋回可能に支持されている。第１の旋回アーム１２には、コラム１１とは反対の側に、第２の旋回アーム１４が配置されており、この第２の旋回アーム１４は、回転軸線１５において旋回可能である。第２の旋回アーム１４は例えば、グリップフィンガ１７を備えたグリップ装置１６を有する。ハンドリングロボット１０の上に述べた構成部材は、ハンドリングロボット１０の（外側の）構造体２０を形成する。ハンドリングロボット１０の構造体２０の内部、つまり例えば、コラム１１もしくは第２の旋回アーム１４の内部には、駆動装置２１，２２として形成された発熱する装置が配置されている。第１の駆動装置２１はこの場合、コラム１１における第１の旋回アーム１２の回転のために働き、これに対して第２の駆動装置２２は例えば、グリップアーム１６のグリップフィンガ１７を操作する空気力式の駆動装置として働く。

追加的に、構造体２０は単に略示されたセンサ機能を有する被覆体（sensorische Verkleidung）２５によって取り囲まれていてもよい。この被覆体２５はこの場合構造体２０を少なくとも部分的に、しかしながら好ましくは全体的に取り囲んでいて、例えばハンドリングロボット１０の近傍に存在する物体又は人間との、該ハンドリングロボット１０の衝突が明らかになった場合に、ハンドリングロボット１０の運転を相応に適合させるため、例えば停止させるために、働く。そのために被覆体２５は図示されていないセンサ装置、例えば接近センサ、変形センサ又はこれに類したセンサを有する。

発熱する駆動装置２１，２２から熱を排出するために、ハンドリングロボット１０は装置３０を有する。この装置３０は、図１に示した実施形態ではサクション装置３１を有し、このサクション装置３１は、第１の管路３２を介してコラム１１に接続されていて、つまりコラム１１内において開口している。第２の管路３３はサクション装置３１を、製造室１の外部における周囲に接続している。第１の管路３２はコラム１１に密に、つまりシール作用をもって接続されていて、僅かな寸法だけコラム１１内に進入している（図２）。サクション装置３１を用いて、構造体２０の内部に存在する、駆動装置２１，２２によって加熱された空気が、構造体２０から吸い出され、製造室１の外部における周囲に排出される。第１の管路３２が僅かな寸法だけコラム１１内に進入しているこのような実施形態は、構造体２０がその内部において、コラム１１内における第１の管路３２の接続箇所の領域において生じる負圧が、駆動装置２１，２２にまで作用するように構成されていることを前提とする。このようになっていない場合には、図２に示すように、第１の管路３２は、構造体２０の内部に配置された中空エレメント３４、例えばフレキシブルなチューブ又は管に連結されていてよい。中空エレメント３４はこの場合、１ｍｍ〜５ｍｍの内径、特に３ｍｍ〜４ｍｍの内径を有することができる。さらに中空エレメント３４の壁には、パーフォレーション３５が形成されており、これらのパーフォレーション３５の配置形態もしくはサイズは、特に発熱する駆動装置２１，２２の領域における空気を吸い込むことができるように、設定されている。

また、パーフォレーション３５の数及びサイズは、接続箇所３６からチューブ端部３７に向かって増大するようになっていてよく、このように構成されていると、構造体２０の内部において該構造体２０の如何なる箇所においても、空気を均一に吸い込むことができる。

発熱する駆動装置２１，２２から熱を排出するサクション装置３１が設けられている、装置３０の構成は、シールされた構造体２０において好適に使用することができる。この場合特に、軸駆動部、つまりコラム１１と第１の旋回アーム１２との間の接続箇所、第１の旋回アーム１２と第２の旋回アーム１４との間の接続箇所、及び第２の旋回アーム１４とグリップアーム１６との間の接続箇所は、シール作用をもって形成されている。さらにサクション装置３１は、ハンドリングロボット１０が清浄に対してより高い要求を課せられている製造室１の内部にある場合には、シールされていない構造体２０においても使用される。例えばこの場合、製薬工業における製造室１や、又は半導体素子の加工時における製造室１が挙げられる。このような製造室１では、サクション装置３１の使用によって、ハンドリングロボット１０がその廃熱を製造室１内に放出しないことが、保証される。さらにサクション装置３１は、センサ皮膚（Sensorhaut）とも呼ばれる上述のようなセンサ機能を有する被覆体２５が使用される場合にも、好適である。それというのは、被覆体２５は通常、構造体２０の熱を外部に対して遮蔽するので、このような被覆体２５は、発熱する駆動装置２１，２２の熱の放出もしくは放射を少なくとも困難にするからである。

上に述べた実施形態では、エレメント３４は別体の追加的なエレメントとして形成されている。しかしながらまた、エレメント３４を同時に例えばグリップアーム１６用の第２の駆動装置２２を駆動するために使用することも、可能もしくは好適である。この場合エレメント３４は、空気力式に運転されるグリップアーム１６の制御もしくは空気供給のために働く。この場合エレメント３４は、（追加的な）パーフォレーション３５を有し、この場合このことは、もちろん、グリップアーム１６の空気力式の駆動装置の設計時もしくは操作時に考慮される。

製造室１が、例えば塵埃のような粒子によって又は攻撃的な媒体によって空気の質が影響を受けるような室である場合には、サクション装置３１の代わりに、圧縮空気を生ぜしめる正圧装置４１を使用することが好適である。この正圧装置４１もまた好ましくは、第２の管路３３を備えており、この第２の管路３３は、（清浄な）空気を製造室１の外部領域から吸い込む。圧縮空気を発生させる正圧装置４１を使用する場合には、構造体２０が非シール性を有することが有利もしくは必要である。このように構成されていると、正圧装置４１によって構造体２０内に吹き込まれた圧縮空気が構造体２０から逃げる、つまり流出することができる。このことは通常、上に述べた軸駆動部の領域における非シール性によって達成される。このことには、次のような特別な利点、すなわち圧縮空気の使用によって製造室１から、塵埃や不都合な媒体を含有する空気が構造体２０内に進入することを防止できるという利点、つまり特に、軸駆動部を圧縮空気によって、塵埃又はこれに類したものから保護するという利点がある。

上に述べたハンドリング装置１００もしくはハンドリングロボット１０は、本発明の思想を逸脱することなしに、種々様々な変化形もしくは変化態様が可能である。

Claims (10)

1. 自動化されたハンドリング装置（１００）、特にハンドリングロボット（１０）から熱を排出する装置（３０）であって、前記ハンドリング装置（１００）の構造体（２０）と、前記ハンドリング装置（１００）の、少なくとも１つの発熱する装置（２１，２２）、特に駆動装置とを備えた装置（３０）において、
   空気を排出するサクション装置（３１）又は空気を供給する正圧装置（４１）が設けられており、該サクション装置（３１）又は該正圧装置（４１）は、前記少なくとも１つの発熱する装置（２１，２２）に作用接続されて配置されていることを特徴とする装置。
2. 前記構造体（２０）は、少なくともほぼ気密な構造体（２０）として形成されており、前記サクション装置（３１）又は前記正圧装置（４１）は、特にコラム（１１）の領域において前記構造体（２０）に接続されている、請求項１記載の装置。
3. 前記構造体（２０）の内部に、前記サクション装置（３１）又は前記正圧装置（４１）に連結された、特にチューブ状又は管状のエレメント（３４）が設けられ、該エレメント（３４）は、前記構造体（２０）の内部に配置された発熱する装置（２１，２２）に作用接続されている、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記エレメント（３４）は、フレキシブルなチューブとして形成されていて、１ｍｍ〜５ｍｍの内径、特に３ｍｍ〜４ｍｍの内径を有する、請求項３記載の装置。
5. 前記エレメント（３４）は、該エレメント（３４）の長手方向に少なくとも１つのパーフォレーション（３５）、好ましくは多数のパーフォレーション（３５）を有する、請求項３又は４記載の装置。
6. 前記パーフォレーション（３５）のサイズもしくは直径もしくは数が、前記エレメント（３４）の長手方向において変化する、請求項５記載の装置。
7. 前記エレメント（３４）は、前記ハンドリング装置（１００）の空気力式に運転される駆動装置（２２）への接続装置である、請求項３から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 前記構造体（２０）は、センサ機能を有しかつ衝突保護体として作用する被覆体（２５）によって取り囲まれている、請求項３から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 空気の清浄に対して高い要求を課せられている室、特に無塵室における、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置（３０）の使用であって、この場合該装置（３０）はサクション装置（３１）を有する、装置（３０）の使用。
10. 粒子又は攻撃的な媒体によって汚染された室における、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置（３０）の使用であって、この場合該装置（３０）は正圧装置（４１）を有する、装置（３０）の使用。

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