WO2015144613A1

WO2015144613A1 - Roboterarm und montageset

Info

Publication number: WO2015144613A1
Application number: PCT/EP2015/056046
Authority: WO
Inventors: Martin Raak; Felix BERGER
Original assignee: Igus Gmbh
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2015-10-01
Also published as: TW201544276A; JP2017508635A; EP3122520A1; CN106132642A; DE202014101342U1; KR20160136335A; US20170100844A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Roboterarm (1) mit modularem Aufbau und mit direkt angetriebenen Armgelenken (2). Zur Vereinfachung und leichteren Montage des Roboterarms () wird vorgeschlagen, dass die Armgelenke (2) jeweils ein Antriebmodul (3) mit einem direkt angetriebenen Schneckenantrieb (31) zur Erzeugung eines bezüglich einer Drehachse (a, a1, a2, a3, a4, a5) des Antriebsmoduls (3) wirksamen Drehmomentes und ein bezüglich der Drehachse (a) axial an das Antriebmodul (3) anschließendes Anschlussmodul (4) zur Übertragung des Drehmomentes auf ein bezüglich einer Antriebabfolge zu einem kopfseitigem Endgelenk (21) des Roboterarms (1) hin nachfolgendes Armgelenk (2) aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Montageset (8) für den Roboterarm (1).

Description

Roboterarm und Montageset

Die Erfindung betrifft einen Roboterarm mit modularem Aufbau und mit direkt angetriebenen Armgelenken. Die Erfindung betrifft ferner ein Montageset für den Roboterarm.

Ein gattungsgemäßer Roboterarm wird in der DE8310067U1 beschrieben, wobei der Antrieb in einem rohrartigen ersten Drehteil angeordnet ist, der drehfest mit einem

vorhergehenden Roboterteil verbunden ist, abtriebsseitig Drehmoment übertragend mit einem zum ersten Drehteil koaxial zweiten rohrartigen Drehteil verbunden ist. Ein derartiger Roboterarm weist einen aufwendigen, wenig flexiblen und nicht leicht zu montieren Aufbau auf.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, den gattungsgemäßen

Roboterarm so weiterzuentwickeln, dass er einen einfacheren Aufbau aufweist und leichter montierbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte

Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass die Armgelenke jeweils ein Antriebmodul mit einem direkt

angetriebenen Schneckenantrieb zur Erzeugung eines bezüglich einer Drehachse des Antriebsmoduls wirksamen Drehmomentes und ein bezüglich der Drehachse axial an das Antriebmodul anschließendes Anschlussmodul zur Übertragung des

Drehmomentes auf ein bezüglich einer Antriebabfolge zu einem kopfseitigem Endgelenk des Roboterarms hin nachfolgendes Armgelenk aufweisen.

Es wird vorgeschlagen, das Anschlussmodul Drehmoment übertragungswirksam zwischen zwei Antriebsmodulen anzuordnen. Das Anschlussmodul schließt bezüglich der

Abtriebsabfolge an das Antriebsmodul des zugeordneten

Armgelenks axial an. Die Module des Armgelenks sind axial aufgereiht angeordnet. Es wird somit ein besonders einfacher übersichtlicher modularer Aufbau vorgeschlagen, in dem ein Modul axial vorzugsweise unmittelbar an das nachfolgende Modul anschließt. Vorzugsweise ist der Roboterarm bis zu dem vorgesehenen Arbeitskopf hin aus sich aneinanderreihenden Modulen aufgebaut. Der Arbeitskopf kann an ein kopfseitiges Endgelenk angebaut sein. Der Roboterarm kann ein an einer Basis angelagertes oder festgelegtes Basisendgelenk

aufweisen. Der Roboterarm kann einschließlich der Endgelenke vollständig aus sich aneinanderreihenden Modulen aufgebaut sein .

Diese konsequente Aneinanderreihung der Module hat auch wegen ihrer Übersichtlichkeit den Vorteil, dass die Gefahr von Montagefehlern weitgehend vermindert werden kann, so dass es auch für weniger geschulte Monteure möglich ist, einen ordnungsgemäßen Roboterarm zu zusammenzubauen und zu montieren. Die axiale Aneinanderreihung der Module

ermöglicht zudem eine kompakte Bauweise des Roboterarmes. Insbesondere das Antriebmodul kann mit einem Zeichen, einer Markierung und/oder einer Farbe versehene sein, um hierüber die Antriebsfolge anzuzeigen. Zudem eröffnet diese

Aufreihung der Module des Roboterarmes bezüglich der jeweils zugeordneten Drehachse baulich einfache Variationen, die weiter unten beispielgebend erläutert werden. Die Armgelenke können somit als Drehgelenke ausgebildet sein.

In weiterer Vereinfachung des modularen Aufbaus des

Roboterarms wird vorgeschlagen, dass die Antriebsmodule und/oder die Anschlussmodule des Roboterarms jeweils

baugleich sind. Die Baugleichheit kann auch bei den

nachfolgend genannten Modulen jeweils zutreffend sein. Das Antriebsmodul an sich kann ebenfalls einen sehr

einfachen Aufbau aufweisen. Hierzu kann der Schneckenantrieb einen Antriebsmotor, eine mittels des Antriebsmotors

angetriebene Schnecke, die drehmomentwirksam mit einem

Schneckenrad verbunden ist, wobei das Schneckenrad

vorteilhaft in einem Radial-Axial-Gleitlager um die

Drehachse beweglich gelagert ist.

In einer Weiterbildung des Roboterarms kann vorgesehen sein, dass mittels des Anschlussmoduls ein bestimmter

Anstellwinkel, in dem die Drehachsen zweier über das

Anschlussmodul verbundene Antriebsmodule angestellt sind, vorgegeben ist. Ähnlich kann über das Anschlussmodul eine bestimmte Distanz zu den Drehachsen vorgegeben werden. Das heißt, dass über die Dimensionierung des Anschlussmoduls eine gewünschte Distanz und/oder gewünschte Anstellwinkel erzielt werden kann. Das Anschlussmodul kann als Winkelstück mit zwei Schenkeln ausgebildet sein, wobei über die Neigung der Schenkel zueinander der Anstellwinkel eingestellt werden kann . Das Anschlussmodul und/oder das Antriebsmodul können jeweils antriebsseitig eine erste Anschlussfläche und abtriebsseitig eine zweite Anschlussfläche zum Anschluss an das jeweils benachbarte Modul aufweisen. Das Anschlussmodul kann mit seiner antriebseitigen ersten Anschlussfläche an eine am Antriebsmodul abtriebsseitig vorgesehene zweite

Anschlussfläche festgelegt werden. Hierüber kann über die relative Drehlage der beiden Anschlussflächen zueinander auf einfache Weise die Ausrichtung des Anschlussmoduls zu dem Antriebsmodul verändert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das

Anschlussmodul als Winkelstück ausgebildet ist. Es können somit die Flächennormalen der Anschlussflächen des

Anschlussmoduls winklig zueinander angestellt angeordnet sind. Sind, wie unten beispielgebend erläutert, zwei Anschlussmodule zwischen zwei Antriebsmodulen, so kann über die relative Lage der beiden Anschlussmodule die relative Orientierung der beiden Antriebsmodule zueinander und damit des abtriebsseitig vorgesehenen Antriebmoduls mit seiner Drehachse entscheidend geändert werden.

In einer Weiterbildung des Roboterarms kann vorgesehen sein, dass der Anstellwinkel und/oder die Distanz einstellbar sind. Der Anstellwinkel kann kleiner gleich 180°

vorzugsweise kleiner /gleich 120° oder insbesondere

kleiner/gleich 90° sein.

In einer bevorzugten Anordnung der Module des Roboterarms kann vorgesehen sein, dass zumindest bei einem Armgelenk des Roboterarms das Anschlussmodul antriebsseitig mit dem

Schneckenrad eines antreibenden Antriebsmoduls und

abtriebseitig mit dem Gehäuse des Antriebsmoduls des

nachfolgenden Armgelenks verbunden ist. Hierbei kann das Anschlussmodul mit dem Gehäuse bzw. mit dem Schneckenrad mittels Anflanschung verbunden sein.

In einer anderen Ausführungsform des Roboterarms kann vorgesehen sein, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Antriebsmodulen des Roboterarms zwei in der Abtriebsabfolge hintereinander angeordnete Anschlussmodule vorgesehen sind, die unmittelbar aneinander drehfest oder mittelbar über ein Verlängerungsmodul miteinander drehfest verbunden sind. Über das Verlängerungsmodul kann die Distanz zwischen zwei benachbarten Antriebsmodulen vergrößert werden. Ferner kann über die relative Drehorientierung der beiden

Anschlussmodule die relative Lage der Drehachsen der

Antriebmodule, zwischen denen die Anschlussmodule angeordnet sind, eingestellt werden. Es wird bevorzugt, dass die zwei drehmechanisch hintereinander angeordneten Anschlussmodule aneinander angeflanscht sind.

In weiterer Vereinfachung der Montage kann vorgesehen sein, dass zumindest einige Anschlussmodule und/oder zumindest einige Verlängerungsmodule von ihren Anschlussflächen her in beliebiger Orientierung zu dem jeweiligen Nachbarn hin eingebaut werden könne. Ist vorgesehen, dass die Baugröße der Module zu dem Endglied der Roboterarms hin sich ändern, insbesondere von einer ersten Baugröße zu einer zweiten Baugröße hin verkleinern soll, so ist vorzugsweise

vorgesehen, dass dieser Wechsel in der Baugröße in dem

Anschlussmodul erfolgt. Hierzu kann das Anschlussmodul an seiner antriebsseitigen ersten Anschlussfläche die erste Baugröße und an seiner abtriebsseitigen zweiten

Anschlussfläche die zweite Baugröße aufweisen.

Ferner kann in einer Weiterbildung des Roboterarms

vorgesehen sein, dass zumindest bei einem Armgelenk des Roboterarms antriebsseitig und/oder abtriebsseitig zum

Anschlussmodul jeweils ein Verlängerungsmodul angeordnet ist. Dies ermöglicht weitere Variationen in der Ausbildung der Armgelenke des Roboterarms hinsichtlich der relativen Lage der Drehachsen der betroffenen Antriebmodule. Das Verlängerungsmodul kann in einer vorteilhaften

Ausführungsform des Roboterarms ein Profilabschnitt, insbesondere ein Rohrprofilabschnitt sein. Dies hat den Vorteil, dass der Profilabschnitt bzw. der

Rohrprofilabschnitt sogar noch vor Ort aus einer

Profilstange auf eine bestimmte Länge abgelängt werden kann.

Vorteilhaft einfach kann der Profilabschnitt vorzugsweise beidendseitig jeweils mittels einer vorgesehenen Steck- Klemm-Aufnähme mit den jeweils zugehörigen Anschlussmodulen bzw. mit dem zugehörigen Anschlussmodul und Antriebsmodul drehfest verbunden werden.

In einer weiteren Lösung der eingangs gestellten Aufgabe kann vorgesehen sein, dass der Roboterarm zumindest ein Modul, insbesondere ein Verlängerungsmodul, aufweist, dessen abtriebsseitiges Ende mit mindestens zwei Anschlussstellen versehen ist. Somit kann der Roboterarm an diesem Punkt in zwei Nebenarme aufgesplittet werden, um beispielsweise endseitig der Nebenarme von zwei Seiten her an dem zu bearbeitenden Werkstück angreifen zu können. Hierbei können die mindestens zwei Anschlussstellen wahlweise für ein oder jeweils für ein anzuschließendes Modul, insbesondere für ein Anschlussmodul, Verlängerungsmodul oder Antriebsmodul, ausgelegt sind. Auch hinsichtlich einer größeren

Variationsbreite des Roboterarms vorteilhaft, kann

vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Anschlussstellen in einem unterschiedlichen Anstellwinkel zu der Schwenkachse des die mindestens zwei Anschlussstellen aufweisende Modul antreibenden Antriebsmoduls angeordnet sind. Vorzugsweise ist zumindest einer der Anstellwinkel einstellbar. Die mindestens zwei Anschlussstellen können für gleiche oder verschiedene Baugrößen ausgelegt sein. Sie können zum

Anschluss gleicher oder unterschiedlicher Module ausgelegt sein. Sind bei einem Antriebmodul abtriebsseitig zumindest zwei Anschlussstellen vorgesehen, so kann abtriebseitig zum Antriebsmodul ein Zwischengetriebe vorgesehen sein, mittels dessen von dem Antriebsmodul erzeugte Drehmoment wahlweise auf eines der an der Anschlussstelle angedockten Module oder beiden angedockte Module übertragen werden kann. Vorteilhaft hinsichtlich eines erweiterten Bewegungsraumes des Roboterarms und einer möglichen Verringerung der zu bewegenden Masse des Roboterarms, kann vorgesehen sein, dass die Baugrößen der eingebauten Antriebsmodule und/oder der eingebauten Anschlussmodule bezüglich einer Richtung zu dem kopfseitigen Ende des Roboterarms hin abnehmen.

Alternativ zur Lösung der Aufgabe kann ein Montagesatz zur Erstellung eines Roboterarms gemäß einer der zuvor und nachfolgend beschriebenen Ausführungsarmen bereitgestellt werden, wobei der Montagesatz Antriebsmodule und Anschlussmodule aufweist. Dieser Montagesatz kann bevorratet und vor Ort zum Zusammenbau des Roboterarms eingesetzt werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Montagesatz eine bestimmte Anzahl von baugleichen Antriebsmodulen und/oder baugleichen Anschlussmodulen aufweist.

Die Montage erleichternd kann vorgesehen sein, dass bei dem Montagesatz zumindest einige der Antriebsmodule und/oder zumindest einige Anschlussmodule jeweils hinsichtlich ihrer Baugröße variieren. Zudem kann der Bausatz vorteilhaft auch Verlängerungsmodule aufweisen. Von dem im Bausatz vorgesehenen

Verlängerungsmodule können zumindest einige in ihrer

Baugröße variieren. Die Verlängerungsmodule können als

Profilabschnitte, insbesondere als Rohrprofilabschnitte ausgebildet sein. Der Bausatz kann auch Profilstangen von einer bestimmten Länge und/oder mehreren bestimmten Längen sowie/oder Querschnittsgrößen aufweisen. Hierbei können die Profilstangen jeweils einen gleichen Profilquerschnitt aufweisen. Damit können die Profilstangen vor Ort auf die jeweils erforderliche Länge abgelängt werden.

Die Profilstangen bzw. Rohrabschnitte können jeweils aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium gefertigt sein. Die Anschlussmodule können ebenfalls aus Metall, vorzugsweise jedoch aus Kunststoff gefertigt sein. Die Anschlussmodule können aus Kunststoff mittels

Spritzguss, vorzugsweise mittels Lasersintern gefertigt sein .

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsform des

Roboterarms näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Roboterarms mit unterschiedlichen, aus Modulen aufgebauten Armgelenken, Fig. 2a und 2b jeweils eine Seitenansicht des Roboterarms gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer ersten

Ausführungsform des Armgelenks mit einem angeschlossenen Antriebsmodul,

Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer zweiten

Ausführungsform des Armgelenks,

Fig. 5a und 5b eine Seitenansicht des Antriebsmoduls mit geöffneten Gehäuse bzw. eine Querschnittsansicht des

Antriebsmoduls gemäß Fig.5a,

Fig. 6a und 6b eine weitere Seitenansicht des Antriebmodules gemäß Fig. 5a bzw. eine Längsschnittansicht des

Antriebmoduls gemäß Fig. 6a,

Fig. 7 bis 10 jeweils eine Längsschnittansicht einer

Ausführungsform eines Anschlussmoduls des Roboterarms,

Fig. 11 drei Längsschnittansichten eines Rohrprofils als Beispiel für ein Verlängerungsmodul,

Fig. 12 eine Längsschnittansicht einer weiteren

Ausführungsform zu dem Verlängerungsmodul mit doppeltem Endanschluss und

Fig. 13 ein Montageset für einen Roboterarm mit

perspektivischen Einzeldarstellungen von Modulen, zum Teil mit unterschiedlicher Baugröße.

Die Figuren 1 und 2 werden in unterschiedlichen Ansichten ein Roboterarm 1 mit modularem Aufbau mit direkt

angetriebenen Armgelenken 2 gezeigt. Die Armgelenke 2 weisen jeweils ein Antriebsmodul 3 mit einem direkt angetriebenen Schneckenantrieb 4 zur Erzeugung eines bezüglich einer

Drehachse a des Antriebsmoduls 3 wirksam Drehmoment auf. Ferner ist ein bezüglich der Drehachse a axial an das Antriebsmodul 3 anschließendes Anschlussmodul 5 zur

Übertragung des Drehmoments auf ein bezüglich eines

Antriebsabfolge zu einem kopfseitigen Endgelenk 21 des

Roboterarms 1 in nachfolgendes Armgelenk 2 vorgesehen. Somit ist das Anschlussmodul 5 drehmomentübertragungswirksam zwischen zwei Antriebsmodulen 3 angeordnet. Der Roboterarm 1 ist hier vollständig aus Modulen, unter anderem aus

Antriebsmodulen 3 und Anschlussmodulen 5 aufgebaut. In den Figur 1 und 2 ist beim Endgelenk 21 lediglich das

Antriebmodul 3 gezeigt, da abtriebseitig an dem Antriebmodul 3 beispielsweise ein Arbeitskopf montiert werden könnte, der damit quasi als Anstellmodul dient. Es ist zudem aus den Figuren 1 und 2 ableitbar, dass die Modulbauweise der

Armgelenke 2 von dem Endgelenk 21 weitergeführt werden könnte und somit die Erfindung nicht auf die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Anzahl der Armgelenke begrenzt ist.

In den Figur 3 wird eine Längsschnittansicht eine

Ausführungsform des Armgelenks 2 gezeigt, wobei dieses gleich das Basisgelenk 22 des in Figur 1 dargestellten

Roboterarms 1 ist. Das Basisgelenk 22 weist die Grundform eines Armgelenks 2 mit Antriebsmodul 2 und nachfolgendem Anschlussmodul 4 auf. In Figur 4 ist ferner eine

Längsschnittansicht des Anschlussmoduls 4 des auf das

Basisgelenk 2 nachfolgenden Armgelenks 2 und das

Antriebsmodul 3 des daraufhin folgenden Armgelenks 2

dargestellt .

Wie Figur 3 entnehmbar, weist das Anschlussmodul 4 des

Basisgelenks 22 eine in einem rechten Winkel abgewinkelte Form auf. Diese Ausführungsform des Anschlussmoduls 4 ist ferner in Figur 7 in einer Längsschnittdarstellung gezeigt. Diese abgewinkelte Form des Anschlussmoduls 4 hat zur Folge, dass die Drehachse al, a2 der über das Anschlussmodul 4 verbundenen Antriebsmodule 3 in einem Anstellwinkel ß von hier 90° angestellt sind. Das Anschlussmodul 4 weist antriebsseitig eine erste Anschlussfläche 41 und abtriebsseitig eine zweite Anschlussfläche 42 auf. Hierbei sind die beiden Flächennormalen der Anschlussfläche 41, 42 in dem Anstellwinkel ß von hier 90° angestellt angeordnet. Unmittelbar aus der Zeichnung ersichtlich ist, dass durch eine beispielsweise zur Drehachse a winklige Anstellung der Anschlussflächen 41, 42 der Anstellwinkel ß verändert werden kann. Gleiches gilt für die übrigen Module 3, 5, welches beispielgebend weiter unten an einer weiteren

Ausführungsform des Verlängerungsmoduls 5 in Figur 12 gezeigt wird. Hier beträgt der Anstellwinkel ß zwischen den Flächennormalen der Anschlussflächen 30°.

Deutlich sichtbar in Figur 4 ist ein an der zweiten

Anschlussfläche 42 des hier unteren Anschlussmoduls 4 überstehender Kranz von Schrauben 61 für die

Schraubverbindung 6 mit dem Antriebelement. Das Armgelenk 2 weist in Abtriebsabfolge nachfolgend zu seinem hier nicht gezeigten Antriebsmodul ein rechtwinkliges Anschlussmodul 4 auf, dessen Prinzip in der Längsschnittdarstellung des Anschlussmoduls 4 gemäß Figur 9 gezeigt ist. Nachfolgend zu diesem Anschlussmodul 4 ist ein Verlängerungsmodul 5 hier in Form eines Rohrprofilabschnittes 51 mit kreisförmigen

Querschnitt vorgesehen, über das eine Distanz zwischen den Antriebsmodulen 3 herstellt werden kann. Dieser

Rohrprofilabschnitt 51 ist beispielgebend auch in Figur 11 dargestellt, in der drei unterschiedlich lange

Rohrprofilabschnitte 51 gezeigt sind. Dieser

Rohrprofilabschnitt 51 kann, was hier nicht eigens

dargestellt ist, beispielsweise aus einer entsprechenden Rohrprofilstange abgelenkt werden. In Abtriebsabfolge anschließend zu dem Verlängerungsmodul 5 ist ein weiteres rechtwinkliges Anschlussmodul 4 vorgesehen, das eine gleiche Bauweise, aber geringere Baugröße als das vorhergehende Anschlussmodul 4 aufweist. Wie aus Figur 4 unmittelbar ersichtlich, wird über die beiden Anschlussmodule 4 und das Verlängerungsmodul 5 erreicht, dass die zu den Armgelenken 2 zugeordneten Drehachsen a2, a3 parallel beabstandet

zueinander angeordnet sind. Diese Beabstandung kann über die Länge des Rohrprofilabschnitts 51 eingestellt werden. Die Bezugszeichen der Drehachse a des Roboterarms 1 sind entsprechend ihrer Abtriebsabfolge mit Indizes versehen, wobei das Basiselement 22 die Drehachse al und das

nachfolgende Armgelenk 2 die Drehachse a2 aufweisen und so weiter bis zu dem Endgelenk 21, welches die Drehachse a6 aufweist. Entsprechend sind in der Figur 4 die Drehachse a2 des zum Basisgelenk 22 nachfolgenden Armgelenks 2 und die Drehachse a3 des hieran anschließenden und in Figur 4 nicht gezeigten Armgelenks eingezeichnet.

Das im Antriebsmodul 3 nachfolgende Anspruchsmodul 4 bzw. die den Antriebsmodul 3 nachfolgenden Module 4, 5 sind drehfest mit dem zugeordneten Antriebsmodul 3 bzw.

untereinander drehfest verbunden. Hierbei ist das dem

Antriebsmodul 3 nachfolgende Anschlussmodul 4 über eine Schraubverbindung 6 an dem Antriebsmodul 3 angeflanscht, wobei die Schrauben 61 jeweils über einen zugeordneten

Zugangskanal 62 zu ihrer Loslösung oder Festlegung

zugänglich sind. Wie insbesondere in den Figuren 5 und 6 ersichtlich, weist der Schneckenantrieb 31 einen

Antriebsmotor 32 und eine mittels des Antriebsmotors 32 angetriebene Schnecke 32 auf. Die Schnecke 32 ist mit einem in einem Radial-Axial-Gleitlager 34 um die Drehachse a beweglich gelagerten Schneckenrad 35 gekoppelt. Der Aufbau des Radial-Axial-Gleitlagers 34 ist besonders gut der Figur 6b entnehmbar. Hierbei bildet ein Anschlussring 36 und ein Zwischenschneckenrad 35 um Anschlussring 36 angeordneter Distanzring 37 eine Aufnahme 38 für ein Gehäusering 39, wobei die relative Verdrehung von Aufnahme 38 am Gehäusering 39 an den in Figur 6b angedeuteten Gleitelementen 301 aus Polymerkunststoff erfolgt. Der Gehäusering 39 ist Teil eines Gehäuses 302, das das Antriebsmodul 3 umschließt, wobei der Anschlussring 36 mit der abtriebsseitigen zweiten

Anschlussfläche 42 über das Gehäuse 302 vorsteht. Teile des Gehäuses 301 sind in den Figuren 5 und 6 fortgelassen, um den Schneckenantrieb 31 besser sichtbar zu machen. Ein derartiges Radial-Axial-Lager zeichnet sich insbesondere durch geringe Reibung und Wartungsfreiheit aus. Dies ist unter anderem auf die günstige Werkstoffpaarung Polymer (Gleitelement) /Metall (Auflagerung) , insbesondere

Polymer/Aluminium zurückzuführen. Im Übrigen wird in

Zusammenhang mit dem Radial-Axial-Gleitlager auf die

Gebrauchsmusterschrift aus DE 20 2013 101 374 Ul verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit insbesondere hinsichtlich der Polymergleitelemente und deren Anordnung in dem Axial- Radial-Gleitlager mit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen wird.

Schneckenrad 35, Distanzring 37 und Anschlussring 36 sind mittels einer Schraubverbindung 6 miteinander drehfest verschraubt. Fluchtend zu dieser Schraubverbindung 6 ist konstruktiv vereinfachend die Schraubverbindung 6

vorgesehen, das Antriebsmodul 3 mit dem nachfolgenden

Anschlussmodul 4 zu dessen drehfesten Verbindung mit dem Antriebsmodul 3 verbunden. Ferner ist der Gehäusering 39 ebenfalls mittels einer Schraubverbindung 6 an das Gehäuse 302 angeflanscht. Desgleichen sind die Anschlussmodule 4 mittels einer Schraubverbindung 6 an das jeweils zugeordnete Antriebmodul 3 und zwar an dessen abtriebsseitigen ersten Anschlussfläche 41 angeflanscht.

Wie Figur 4 und Figur 9 entnehmbar, ist für die drehfeste Verbindung des Rohrprofilabschnittes 51 mit dem jeweils zugeordneten Anschlussmodul 4 eine Steck-Klemm-Verbindung 7 vorgesehen. Hierzu weist das jeweils zugeordnete

Anschlussmodul 4 eine Steckaufnahme 71 für den

Rohrprofilabschnitt 51 auf, wobei vorgesehene seitliche Klemmschrauben 72 radial gegen den Rohrprofilabschnitt 51 verschraubt werden. Alternativ, wie in Figur 4 dargestellt, kann für jede Klemmschraube 72 eine Durchgangsbohrung 73 in dem Rohabschnitt 51vorgesehen sein, durch die die

Klemmschraube 72 in der Steck-Klemm-Verbindung 7 geführt ist, wodurch der Rohrprofilabschnitt 51 verdrehfest und verschiebungsfest in der Steckaufnahme 71 gehalten ist.

Figuren 8 und 10 zeigen weitere Ausführungsformen des

Anschlussmoduls 4. Gemäß Figur 8 ist die Steckaufnahme 71 in einem Anstellwinkel ß von 45° zur zugeordneten Drehachse a, die hier gleich der Längsachse 1 des Anschlussmoduls 4 ist, angeordnet. Gemäß Figur 10 erstreckt sich die Steckaufnahme 71 in Richtung der Längsachse 1. Diese beiden

Ausführungsformen des Anschlussmoduls 4 sollen

beispielgebend dafür stehen, dass eine Fülle von Variationen hinsichtlich des Anschlussmoduls möglich ist und dass die Erfindung nicht auf die hier gezeigte Ausführungsform des Anschlussmoduls 4 begrenzt ist.

Auch die hier gezeigten Verlängerungsmodule 5 sind nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele begrenzt. Hierzu beispielgebend ist in Figur 12 ein Verzweigungsabschnitt 52 als Teil eines Verlängerungsmoduls 5 dargestellt, der hier drei Steckaufnahmen 71 jeweils zur Aufnahme eines

Rohrprofilabschnittes 51 aufweist. Hierbei sind zwei obere Steckaufnahmen 71 und eine untere Steckaufnahme 71

vorgesehen, wobei die oberen Steckaufnahmen 71

abtriebsseitig und die untere Steckaufnahme 71

antriebsseitig eingesetzt werden können. Es können auch mehr als zwei obere Steckaufnahmen vorgesehen sein. Gemäß Figur 12 kann an den oberen Steckaufnahmen 71 des

Verzweigungsabschnitts 52 ist Beispiel gebend jeweils ein hier mittels gestrichelter Linien angedeuteter

Rohrprofilabschnitt 51 vorgesehen, so dass der Roboterarm 1 hierdurch zu zwei Nebenarmen aufgesplittet werden kann. Diese können zum Beispiel jeweils zu einem hier nicht dargestellten endseitigen Arbeitskopf geführt. Ferner können sie jeweils beispielsweise über ein Anstellmodul verbunden werden. Möglich ist jedoch auch der Anschluss eines

Antriebsmodules und/oder Anstellmoduls an den

Anschlussstellen .

Erneut zur Figur 1 gewandt, so kann festgestellt werden, dass die Bauweise des Basisgelenks 22 mit Antriebmodul 3 und nachfolgendem Anstellmodul 4 in dem vor dem Endgelenk 21 angeordneten Armgelenk wiederholt wird, wobei jedoch die

Baugröße des Basisgelenks 22 größer als die des Endgelenks 21 bzw. des vor dem Endgelenk 21 angeordneten Armgelenks 2 ist. Dadurch wird deutlich, dass vorgesehen ist, die

Baugrößen der Armgelenke 2 von dem Basisgelenk 22 zu dem Armendgelenk 21 hin zu vermindern.

Beispielgebend für einen Montagesatz 8 zur Erstellung eines Roboterarms 1 ist in Figur 13 eine Ansammlung von

unterschiedlich ausgebildeten Antriebsmodulen 3,

Anstellmodulen 4 und Verlängerungsmodulen 5 in Form von Rohrprofilabschnitten 51 gezeigt, die in einem derartigen

Montagesatz 8 enthalten sein können. Es versteht sich, dass diese Ansammlung lediglich beispielhaft ist, wobei der in Figur 13 dargestellte Montagesatz 8 die Ausführungsformen der Module enthält, die zur Ausführung des Roboterarms 1 gemäß Figur 1 notwendig sind.

Roboterarm und Montageset Bezugzeichenliste

1 Roboterarm

2 Armgelenk

21 Endgelenk

22 Basisgelenk

3 Antriebsmodul

31 Schneckenantrieb

32 Antriebsmotor

33 Schnecke

34 Radial-Axial-Gleitlager

35 Schneckenrad

36 Anschlussring

37 Distanzring

38 Aufnahme

39 Gehäusering

301 Polymergleitelement

302 Gehäuse

4 Anschlussmodul

41 erste Anschlussfläche

42 zweite Anschlussfläche

5 Verlängerungsmodul

51 Rohrprofilabschnitt

52 Verzweigungsabschnitt

6 Schraub erbindung

61 Schraube

62 Zugangskanal

7 Steck-Klemm-Verbindung

71 Steckaufnahme

72 Klemmschraube

73 Durchgangsbohrung 8 Montagesatz

a, al , a2 , a3 , a4 , a5 , a6 Drehachse

1 Längsachse

ß Anstellwinkel

Claims

Roboterarm und Montageset

Patentansprüche

Roboterarm mit modularem Aufbau und mit direkt

angetriebenen Armgelenken (2) , d a du r c h

g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Armgelenke (2) jeweils ein Antriebmodul (3) mit einem direkt

angetriebenen Schneckenantrieb (31) zur Erzeugung eines bezüglich einer Drehachse (a, al, a2, a3, a4, a5) des

Antriebsmoduls (3) wirksamen Drehmomentes und ein bezüglich der Drehachse (a) axial an das Antriebmodul

(3) anschließendes Anschlussmodul (4) zur Übertragung des Drehmomentes auf ein bezüglich einer Antriebabfolge zu einem kopfseitigem Endgelenk (21) des Roboterarms

(1) hin nachfolgendes Armgelenk (2) aufweisen.

Roboterarm nach Anspruch 1, d a du r c h

g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Antriebsmodule

(3) und/oder die Anschlussmodule (4) des Roboterarms

(1) jeweils baugleich sind.

Roboterarm nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h

g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Schneckenantrieb (31) einen Antriebsmotor (32) und eine mittels des Antriebsmotors (32) angetriebene Schnecke (33), die Drehmoment wirksam mit einem in einem Radial-Axial- Gleitlager (34) um die Drehachse (a, al, a2, a3, a4, a5) drehbeweglich gelagerten Schneckenrad (35) gekoppelt ist .

Roboterarm nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s mittels des Anschlussmoduls (4) ein bestimmter Anstellwinkel (ß) , in dem die Drehachsen (a, al, a2, a3, a4, a5) zweier über das Anschlussmodul (4) verbunden Antriebsmodule

(3) angestellt sind, und/oder eine bestimmte Distanz zwischen den Drehachsen (a, al, a2, a3, a4, a5) vorgegeben sind .

Roboterarm nach Anspruch 4, d a du r c h

g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Anschlussmodul

(4) und/oder das Antriebsmodul (2) jeweils

antriebsseitig eine erste Anschlussfläche (41) und abtriebsseitig eine zweite Anschlussfläche (42) zum Anschluss an das jeweils benachbarte Modul (2,4) aufweisen .

Roboterarm nach Anspruch 4 oder 5, d a du r c h

g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Anstellwinkel (ß) und/oder die Distanz einstellbar sind.

Roboterarm nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Anstellwinkel (ß) kleiner/gleich 180°, vorzugsweise kleiner/gleich 120° oder insbesondere kleiner/gleich 90° ist.

Roboterarm nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

zumindest bei einem Armgelenk (2) des Roboterarms (1) das Anschlussmodul (4) antriebsseitig mit dem

Schneckenrad (35) eines antreibenden Antriebsmoduls (3) und abtriebsseitig mit dem Gehäuse (302) des

Antriebsmoduls (3) des nachfolgenden Armgelenks (2) verbunden, insbesondere angeflanscht ist.

Roboterarm nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

zwischen zumindest bei zwei benachbarten Antriebmodulen (3) zwei drehmechanisch hintereinander angeordnete Anschlussmodule (4) vorgesehen sind, die unmittelbar aneinander drehfest oder mittelbar über ein

Verlängerungsmodul (5) miteinander drehfest verbunden sind .

Roboterarm nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s

zumindest bei einem Armgelenk (2) des Roboterarms (1) antriebsseitig und/oder abtriebsseitig zwischen

Antriebmodul (3) und Anschlussmodul (4) jeweils ein Verlängerungsmodul (5) angeordnet ist.

Roboterarm nach Anspruch 9 oder 10, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das

Verlängerungsmodul (5) ein Profilabschnitt, insbesondere Rohrprofilabschnitt aufweist, das vorzugsweise

teleskopierbar .

Roboterarm nach Anspruch 11, d a du r c h

g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Profilabschnitt beidendseitig jeweils über eine vorgesehene Steck- Klemm-Aufnähme (7) mit dem jeweils zugehörigen

Anschlussmodulen (4) bzw. mit dem zugehörigen

Anschlussmodul (4) bzw. Antriebsmodul (3) drehfest verbunden ist.

Roboterarm nach einem der Ansprüche 9 bis 12,

d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Verlängerungsmodul (5) ein abtriebsseitiges Ende mindestens zwei Anschlussstellen wahlweise für ein oder jeweils für ein anzuschließendes Anschlussmodul ( 4 ) Antriebsmodul (3) oder Verlängerungsmoduls (5)

aufweist . 14. Roboterarm nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Baugrößen der einzelnen Antriebsmodule (3) und/oder der einzelnen Anschlussmodule (4) in einer Richtung zu einem kopfseitigen Endgelenk (21) des Roboterarms (1) hin abnehmen.

Montagesatz zur Erstellung eines Roboterarms (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit Antriebsmodulen (3) und Anschlussmodulen (4), wobei der Montagesatz (8) eine bestimmte Anzahl von insbesondere baugleichen Antriebsmodulen (3) und insbesondere baugleichen

Anschlussmodulen (4) aufweist.

Montagesatz nach Anspruch 15, d a du r c h

g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zumindest einige der Antriebsmodule (3) und/oder Anschlussmodule (4) jeweils hinsichtlich ihrer Baugröße variieren.

Montagesatz nach Anspruch 15 oder 16, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s er zusätzlich

Verlängerungsmodule (5) aufweist, von denen zumindest einige in ihrer Baugröße variieren und die insbesondere als Profilabschnitte, insbesondere Rohrprofilabschnitte (51), ausgebildet sind.