WO2018054535A1 - Manipulatorsystem mit mitteln zur erzeugung eines luftstroms - Google Patents

Manipulatorsystem mit mitteln zur erzeugung eines luftstroms Download PDF

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WO2018054535A1
WO2018054535A1 PCT/EP2017/001125 EP2017001125W WO2018054535A1 WO 2018054535 A1 WO2018054535 A1 WO 2018054535A1 EP 2017001125 W EP2017001125 W EP 2017001125W WO 2018054535 A1 WO2018054535 A1 WO 2018054535A1
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manipulator
housing
base
manipulator base
air flow
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PCT/EP2017/001125
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Adil AKBAS
Harald GESCHKE
Till SCHULTE-REBBELMUND
Original Assignee
Kuka Roboter Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0075—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
    • B25J19/0079—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa using an internal pressure system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0054—Cooling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-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
    • B25J9/046—Revolute coordinate type

Definitions

  • the present invention relates to a manipulator system with means for generating an air flow. Background of the invention
  • Manipulator systems are used when e.g. a production of goods an increased degree of precision and reproducibility at a high
  • Clean rooms are produced, the only a controllable upper limit of impurity particles, such. As dust, aerosols or biological
  • Patent Document US 4 > 972, 73 * shows a clean room robot which is especially suitable for the production of semiconductor devices.
  • This robot includes
  • CONFIRMATION COPY a divided body at least partially comprising a plurality of arm parts which are connected to each other via rotatable joints. Both the arm parts, as well as the rotatable joints are hollow, so that one
  • patent document US 6,267,022 Bi discloses a jointed robot having a hollow structure.
  • manipulator systems mobile, wherein a majority of the mechanical and electronic components is arranged on a movable base, which allows a free movement of the manipulator system through the space, e.g. on wheels.
  • a compact design of the components for drive and the control of the manipulator system are usually necessary.
  • Manipulator systems which are suitable for use in a clean room are usually manipulator systems which control the sucked by a negative pressure in the interior of the manipulator system particles via an air flow controlled from the clean room, so that no contamination of the clean room takes place. Passing the air stream out of the clean room, e.g. via a hose, shaft or channel, thereby causing a more or less stationary arrangement of the manipulator system, which limits the range and flexibility of the manipulator system.
  • the object of the present invention is to at least partially overcome the above disadvantages.
  • the present invention relates to a manipulator system comprising a manipulator base, the manipulator base having a housing;
  • the adapter includes means for generating an airflow configured to generate a first airflow that flows from the interior of the manipulator housing through the connection opening into the housing of the manipulator base.
  • the manipulator here typically comprises arm members which are movably connected to each other via joints.
  • Both the housing of the manipulator base, as well as the housing of the manipulator are largely hermetically sealed, i. with the exception of defined and provided for this purpose inlets and outlets, for example, allow a controlled introduction and (optionally filtered) removal of air. This prevents that
  • Contaminant particles such as dust and other contaminating particles that may be generated when using the manipulator system, from the
  • Manipulator system enter the environment. These particles, which are generated in the manipulator system, z. B. be particles caused by friction of moving parts of the manipulator or in drive systems z. B. generated by gears or moving parts of electric motors and brakes.
  • the adapter is disposed between the manipulator base and the manipulator, and preferably connects the manipulator base to the manipulator
  • the adapter is an easily replaceable Component, which allows a quick and cost-efficient conversion of an existing manipulator system.
  • an air flow is generated in the direction of the manipulator base, which in turn generates a negative pressure in the manipulator.
  • particles that are generated in the manipulator are sucked off and transported by the air flow in the direction of the manipulator base.
  • manipulator systems with multiple joints as a segregation of the particles generated at these joints is prevented in the environment.
  • manipulators with different task for example, for example, gripping, guiding or cutting
  • the housing of the manipulator or the manipulator base should thereby have the lowest possible weight and at the same time be able to withstand the overpressures or underpressures generated in the housings without the housing becoming leaky. This can be z. B. over
  • the housing of the manipulator base should provide sufficient space to accommodate preferably all mechanical and electronic components of the manipulator system.
  • particles generated in the manipulator base by said components can also be retained in the manipulator base so that the environment is not contaminated.
  • the means for generating the air flow comprise a first ventilation device, preferably a fan, and the first
  • Ventilation device is arranged in the at least one connection opening between the manipulator and the manipulator base.
  • Ventilation devices should preferably be designed such that they are suitable for generating as laminar a flow of air as possible from the manipulator in the direction of the manipulator base. This can preferably be done in particular by means of fans (also referred to as fans or blowers).
  • the ventilation device is preferably arranged between the two cavities, which are formed by the housings, so that the air is sucked from one side, in this case from the side of
  • Manipulator and so a negative pressure is generated in the manipulator.
  • the sucked air is then blown into the manipulator base on the other side of the fan.
  • a fan in this case preferably an axial fan is used, which is arranged in the connection opening between the manipulator and the manipulator base in order to generate the described air flow.
  • the axis of rotation of the fan is parallel to the direction of movement of the generated air flow.
  • the laminar flow of air prevents the particles that move with the air flow, can not be removed by turbulence.
  • the fan is in this case preferably an electrically driven fan, which is fed by the power supply of the manipulator base, i. There are no additional means for driving the fan necessary.
  • the first ventilation device is electronically controlled by a ventilation control, wherein the ventilation control is preferably arranged in the adapter.
  • the ventilation control controls, as needed, the strength of the air flow generated by the ventilation device.
  • the ventilation control can control the rotational speed of the fan. So, depending on whether z. B. the manipulator is in operation or not, the ventilation device are regulated up or down accordingly to produce an optimal air flow.
  • the ventilation control is preferably suitable to shut down the mechanics of the manipulator system in case of malfunction of the ventilation device. Thus, it can be prevented that the manipulator system works without the air flow described above and emits particles uncontrolled in the environment.
  • vent control in the adapter allows the adapter to be preferably a stand-alone module which may be provided to generate airflow from the manipulator in lease of the manipulator base without additional electronic or mechanical components to the manipulator or the manipulator base must be added.
  • the compact design also a repair or cleaning, such as the ventilation device and the ventilation control is simplified.
  • the ventilation control is preferably from the electrical
  • the manipulator is an articulated arm robot.
  • An articulated arm robot advantageously makes it possible to guide a tool in several
  • a 6-axis articulated arm robot can be used.
  • the first air flow is suitable for transporting particles from the manipulator housing into the manipulator base.
  • the particles generated in the manipulator housing are mainly due to friction at the joints, by mechanically interacting components or by a corresponding end effector, such as a drill or a grinder.
  • the air flow which is preferably at the proximal end, d. H. at the attachment end of the manipulator, where the manipulator to the adapter or on the
  • Manipulator housing is mounted is generated, so should be advantageous so strong that even particles that are generated at the distal end of the manipulator, can be removed.
  • the housing of the manipulator base on a second opening, which is preferably arranged in the vicinity of the connection opening, wherein the second opening is associated with at least a second ventilation device for generating a second air flow, which from the environment through the second opening in the Housing the manipulator base flows, the second ventilation device is preferably a fan.
  • the manipulator system can thus preferably have a second air flow which, together with the first air flow, can form a common air flow in the manipulator base.
  • similar or the same means as for the production of the first air stream can be provided.
  • the assignment of the second ventilation device and the generated second air flow prevents particles from entering the environment from the manipulator base, which is largely hermetically sealed.
  • the second air flow should preferably be designed in the manipulator base in such a way that it does not run counter to the first generated air flow and thus transports particles in the direction of the manipulator.
  • the housing of the manipulator base has at least one
  • Connection opening is arranged.
  • the Austrittsöff is preferably designed so that the build-up of excessive pressure in the manipulator base is prevented, so that no air can escape uncontrollably from the housing of the manipulator base.
  • the housing of manipulator and manipulator base should otherwise be made airtight.
  • the retention means for retaining particles are preferably designed such that on the one hand they have a high permeability to the air flow, in order to avoid the above-mentioned construction of a defective overpressure, and on the other hand have a high degree of separation of the transported particles, so that they do not pass the retention means ,
  • several different retaining means such.
  • filters for retaining liquid particles, as well as filters for retaining particulate matter are combined to achieve a high level of total retained particles.
  • the outlet opening on the side of the housing is the
  • Arranged manipulator base which is arranged opposite to the second opening.
  • the airflow generated by the second venting device in the manipulator base is typically stronger than the first airflow because, as noted above, the second venting device is at the air inlet side is directly in contact with the environment and therefore not, as in the first ventilation device, the housing of the manipulator acts as a throttle. Therefore, preferably, a large portion of the airflow generated in the manipulator base is generated by the second venting device.
  • the outlet opening is therefore preferably arranged opposite the second opening.
  • the outlet opening is arranged in the bottom-facing side of the housing of the manipulator base.
  • the arrangement of the outlet opening in the side facing the bottom of the housing has the advantage that the air flow interacts only minimally with the environment when the air flows out of the manipulator base. So is a high
  • Flow velocity of a strong air stream attenuated after exiting the manipulator base offers in particular an advantage in clean rooms, which often have a defined air circulation within the rooms.
  • the floor facing side of the housing is spaced to the ground, so that the air can escape unhindered.
  • the arrangement of the outlet opening on the bottom side of the manipulator base also offers the advantage that the manipulator system directly next to others
  • Devices can be positioned in the clean room without being affected by the exiting air.
  • means for controlling and / or driving the manipulator system are provided in the manipulator base, wherein the air flows generated in the housing of the manipulator base are guided along these means.
  • means for controlling and / or driving the manipulator system are provided in the manipulator base, wherein the air flows generated in the housing of the manipulator base are guided along these means.
  • Manipulator system electronics, devices, energy storage and drives make it possible to control and drive the manipulator, ie the movement of the manipulator in the working process.
  • the means control and control for example, the movement of the manipulator base and thus of the entire manipulator system in the room, eg via wheels, brakes and steering systems.
  • the manipulator system may preferably be a mobile manipulator system be and reach different places in a room.
  • the means for controlling and / or driving in the manipulator base are preferably arranged as compact and space-saving as possible, so that the manipulator system can be regarded as a "closed system” that does not require any additional means for controlling and driving Air streams generated by the manipulator base cool the frictional or electrical energy generating means disposed in the manipulator base, thus protecting the means, particularly electronic components, from heat damage and prolonging the life of the components.
  • the cooling takes place solely by inflowing ambient air or the extracted air from the manipulator, which makes the cooling low maintenance and cost-efficient.
  • the air flow ih the housing of the manipulator base is suitable to transport particles from the manipulator base.
  • the airflow is preferably configured to allow transport of the particles generated by the means for controlling and driving disposed in the manipulator base. Contamination of the environment of the manipulator base by the particles is thus prevented.
  • the manipulator is a manipulator for a clean room, wherein the manipulator system according to ISO 14644-1 the air purity classes ISO 9-7, preferably ISO 6-4, particularly preferably meets ISO 3-1.
  • the manipulator system according to ISO 14644-1 the air purity classes ISO 9-7, preferably ISO 6-4, particularly preferably meets ISO 3-1.
  • the clean room class 2 for example, an upper limit of 100 particles with a diameter of 0.1 to 0.2 ⁇ on. This allows the use of the manipulator system in the production of contamination-sensitive products z. In optics and laser technology, aerospace engineering, life sciences, medical research and nanotechnology.
  • the adapter has an adapter plate and the manipulator housing is mounted on one side of the adapter plate and the housing of the manipulator base on the other side, and wherein the adapter plate Having sealing means, so that the connection opening between
  • Manipulator housing and manipulator base is airtight to the environment.
  • the adapter plate preferably has fastening means, so that the
  • Adapter plate with one of its sides can be attached to the manipulator base 5 and with its opposite side to the manipulator.
  • Connecting opening between the manipulator housing and manipulator base preferably extends perpendicular to the main plane of the adapter plate through the adapter plate. So that particles which have been sucked out of the manipulator during passage through the adapter plate do not escape into the environment, the oil adapter is preferably sealed airtight from the environment with sealing means.
  • a sealant in this case for example
  • Rubber seals such as O-rings or other means are provided which allow a simple and reliable sealing.
  • the sealant already on the manipulator housing, the adapter plate or
  • the manipulator base is a driverless transport vehicle.
  • the design of the manipulator base as a driverless transport vehicle has the advantage that the manipulator base is self-sufficient within a room
  • the manipulator system according to the invention can advantageously be used at different locations in, for example, a clean room 5, without manual conversion of the manipulator system being necessary, which among other things also increases the range of the manipulator and thus its flexibility in use.
  • Fig. 1 is a schematic detail view of a manipulator and an adapter
  • Fig. 2 is a schematic sectional side view of a manipulator base
  • FIG. 3 shows the base of FIG. 2 with a manipulator mounted thereon;
  • Fig. 4 is a schematic view of a manipulator system.
  • FIG. 1 shows, in a schematic view, an adapter 20 in the form of an adapter plate which is arranged on a manipulator mounting plate 60 and forms part of a manipulator 10 at the contact surface between the adapter 20 and the manipulator mounting plate 60
  • the manipulator mounting plate 60 is part of a manipulator base 40, which is described in more detail in the following figures.
  • the manipulator 10 is attached.
  • sealing means 30 are provided.
  • the manipulator 10 has a
  • Manipulator housing 12 which seals the interior of the manipulator 10 largely airtight to the environment 90. To allow airflow, the manipulator may be provided with a suitable opening, such as near the end effector.
  • a communication port 22 disposed in the adapter 20 connects the interior of the manipulator 10 to the interior of the manipulator base 40.
  • a first vent 24 is disposed in the communication port 22 and produces a first one during operation
  • the first ventilation device 24 is controlled by a ventilation control 28 and is arranged in the adapter 20 or a part of the adapter 20.
  • the manipulator 10 joints 14, which allows movement of the manipulator to the movement axes defined by the joints 14 , Particles which are generated for example by the movement of the manipulator 10 about the axes of movement at the joints 14 in the interior of the manipulator 10, can be sucked via the first air stream 26 from the interior of the manipulator 10 and in the direction of
  • Manipulator base 40 are blown.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the manipulator base 40.
  • the base 40 has a housing 42 which seals the interior of the manipulator base 40 with respect to the surroundings 90 in an airtight manner.
  • the interior of the manipulator base 40 has means for controlling and driving the manipulator system, such.
  • electronics 66, 68, energy storage 70 and 72 drives (eg wheels). These may be mounted on suitable mounting plates for attachment of control / drive means 62.
  • Manipulator base 40 has a second opening 44, which is the interior of the
  • Manipulator base 40 connects to the environment 90.
  • a second vent 46 associated with the second opening 44 may generate a second air stream 48 from the environment 90 into the interior of the manipulator base 40.
  • an alternative second port 44 'having an alternate second vent 46' may additionally generate an alternate second air stream 48 'from the environment 90 into the interior of the manipulator base 40.
  • an air flow 49 is thus generated, which flows from the inflow into the manipulator base 40
  • the air flow 49 flows through the interior of the manipulator base 40 in the direction of an outlet opening 50.
  • the air in the manipulator base 40 can flow through openings 64 in the mounting plate 62.
  • the outlet opening 50 is at the bottom of the 100th
  • Airflow 49 may carry particles generated by means 66, 68, 70, 72 disposed within manipulator base 40, or particles being blown from environment 90 into the interior of manipulator base 40, in the direction of travel of the
  • Outlet opening 50 has retaining means 58 which are suitable for retaining particles which are transported by the air flow 49 within the manipulator base 40.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a manipulator system i, in which the manipulator 10 is connected to the manipulator base 40 via the adapter 20.
  • Manipulator base 40 are substantially similar to those of Figures 1 and 2. Instead of the alternative ventilation devices shown in Fig. 2 46 ', however, the manipulator system has a connection opening 22 between the
  • retaining means 58 such as suitable filters, are provided. It is also conceivable, alternatively or additionally, to provide the outlet opening 50 with, for example, a hose in order to transport the particles off in a suitable manner.
  • FIG. 4 shows a schematic view of the manipulator system 1, wherein the manipulator 10 is connected to the manipulator base 40 via the adapter 20.
  • an articulated arm robot with multiple joints 14 is provided as a manipulator 10, each connecting arm parts 18, wherein the joints allow movement of an attached to the manipulator 10 end effector 16 in all directions.
  • the manipulator system 1 is a mobile manipulator system which can be moved by means of the drives 72, in particular wheels, in any plane parallel to the propagation direction 80 of the floor 100.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Manipulatorsystem (1) aufweisend eine Manipulator-Basis (40), wobei die Manipulator-Basis ein Gehäuse (42) aufweist, zumindest einen Manipulator (10), wobei der Manipulator ein Manipulator- Gehäuse (12) aufweist; und wobei der Manipulator (10) auf der Manipulator- Basis (40) angeordnet ist; zumindest einen Adapter (20) der zwischen Manipulator-Basis (40) und Manipulator (10) angeordnet ist; und wobei das Innere des Manipulator-Gehäuses (12) und das innere des Gehäuses (42) der Manipulator-Basis (40) über zumindest eine Verbindungsöffnung (22), die in dem Adapter (20) angeordnet ist, verbunden sind, und wobei der Adapter (20) Mittel zur Erzeugung eines Luftstroms (24) aufweist, die derart eingerichtet sind einen ersten Luftstrom (26) zu erzeugen, der von dem Inneren des Manipulator- Gehäuses (12) durch die Verbindungsöffnung (22) in das Gehäuse (42) der Manipulator-Basis (40) strömt.

Description

Manipulatorsystem mit Mitteln zur Erzeugung eines
Luftstroms
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Manipulatorsystem mit Mitteln zur Erzeugung eines Luftstroms. Hintergrund der Erfindung
Manipulatorsysteme kommen zum Einsatz wenn z.B. eine Produktion von Gütern ein erhöhtes Maß an Präzision und Reproduzierbarkeit bei einer hohen
Produktionsgeschwindigkeit erfordert. Außerdem sind sie für die Bearbeitung spezieller Güter geeignet, die eine hohe Empfindlichkeit gegenüber beispielsweise Verunreinigungen aufweisen. Solche Güter müssen in speziell isolierten
Reinräumen hergestellt werden, die nur eine kontrollierbare Obergrenze von Verunreinigungspartikeln, wie z. B. Staub, Aerosolen oder biologischen
Verunreinigungen wie Mikroben in der Luft erlauben. Dies ist insbesondere der Fall für Produkte aus der Halbleiterindustrie, der Biotechnologie und bei medizinischen Anwendungen. Hierbei ist es von Vorteil die Produktion soweit wie möglich ohne direkten menschlichen Kontakt durchzuführen. Entsprechend müssen sämtliche für die Bearbeitung oder Produktion der Güter eingesetzten Mittel darauf ausgelegt sein, möglichst wenig Verschmutzungspartikel in den Reinraum abzugeben. Manipulatorsysteme umfassen jedoch häufig eine Vielzahl von beweglichen Bauteilen, die Partikel erzeugen können. Dies ist insbesondere der Fall für bewegliche Gelenke oder mechanische Bauteüe im Inneren eines Manipulatorsystems, die bei Bewegung feine Partikel durch Reibung erzeugen und somit einen Reinraum kontaminieren können.
Patentdokument US 4>972, 73* zeigt einen Reinraumroboter, der speziell für die Produktion von Halbleitervorrichtungen geeignet ist. Dieser Roboter beinhaltet
BESTÄTIGUNGSKOPIE einen unterteilten Körper, der zumindest teilweise eine Vielzahl von Armteilen umfasst, die über drehbare Gelenke miteinander verbunden sind. Sowohl die Armteile, als auch die drehbaren Gelenke sind hohl, so dass ein
ununterbrochener Luftstrom durch jedes der drehbaren Gelenke sowie jeden Armteil des eingeteilten Körpers geleitet werden kann. Am anderen Ende des Roboters ist ein rotierendes Ventilatorgebläse angebracht, welches einen Luftstrom erzeugen kann, der durch das Innere des unterteilten Körpers des Roboters verläuft. Dieser Luftstrom trägt alle vorhandenen, verunreinigenden Partikel, die durch Reibungsabnutzung zwischen sich bewegenden Komponenten der drehbaren Gelenke verursacht werden können, mit sich. Somit können die Partikel aus dem Inneren des Körpers transportiert werden.
In ähnlicher Weise offenbart das Patentdokument US 6,267,022 Bi einen Gelenkroboter mit einer hohlen Struktur.
Weiter ist es bekannt, Manipulatorsysteme mobil auszubilden, wobei ein Großteil der mechanischen und elektronischen Bauteile auf einer beweglichen Basis angeordnet ist, die eine freie Bewegung des Manipulatorsystems durch den Raum, z.B. auf Rädern, ermöglicht. Hierfür sind in der Regel eine kompakte Bauweise der Bauteile für Antrieb und die Steuerung des Manipulatorsystems notwendig.
Manipulatorsysteme, die für einen Einsatz im Reinraum geeignet sind, sind in der Regel Manipulatorsysteme, welche die durch einen Unterdruck im Innern des Manipulatorsystems abgesaugten Partikel über einen Luftstrom kontrolliert aus dem Reinraum schleusen, so dass keine Kontamination des Reinraums stattfindet. Das Führen des Luftstroms aus dem Reinraum, z.B. über einen Schlauch, Schacht oder Kanal, bedingt dabei eine mehr oder weniger stationäre Anordnung des Manipulatorsystems, was die Reichweite und Flexibilität des Manipulatorsystems einschränkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die obigen Nachteile zumindest teilweise auszuräumen. Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Manipulatorsystem, aufweisend eine Manipulator-Basis, wobei die Manipulator-Basis ein Gehäuse aufweist;
zumindest einen Manipulator, wobei der Manipulator ein Manipulator-Gehäuse aufweist und wobei der Manipulator auf der Manipulator-Basis angeordnet ist; zumindest einen Adapter, der zwischen Manipulator-Basis und Manipulator angeordnet ist; und wobei das Innere des Manipulator-Gehäuses und das Innere des Gehäuses der Manipulator-Basis über zumindest eine Verbindungsöffnung, die in dem Adapter angeordnet ist, verbunden sind. Der Adapter weist Mittel zur Erzeugung eines Luftstroms auf, die derart eingerichtet sind einen ersten Luftstrom zu erzeugen, der von dem Inneren des Manipulator-Gehäuses durch die Verbindungsöffnung in das Gehäuse der Manipulator-Basis strömt.
Der Manipulator umfasst hierbei typischerweise Armglieder die über Gelenke beweglich miteinander verbunden sind. Sowohl das Gehäuse der Manipulator- Basis, als auch das Gehäuse des Manipulators sind weitestgehend luftdicht abgeschlossen, d.h. mit Ausnahme definierter und hierfür vorgesehener Ein- und Auslässe, die bspw. ein kontrolliertes Einführen und (gegebenenfalls gefiltertes) Abführen von Luft erlauben. Damit wird verhindert, dass
Verschmutzungspartikel wie Staub und andere verunreinigende Partikel, die bei der Benutzung des Manipulatorsystems erzeugt werden können, aus dem
Manipulatorsystem in die Umgebung gelangen. Diese Partikel, die in dem Manipulatorsystem erzeugt werden, können z. B. Partikel sein, die durch Reibung von sich bewegenden Teilen des Manipulators oder in Antriebssystemen z. B. durch Zahnräder oder bewegliche Teile von Elektromotoren und Bremsen erzeugt werden.
Der Adapter ist zwischen der Manipulator-Basis und dem Manipulator angeordnet, und verbindet vorzugsweise die Manipulator-Basis mit dem
Manipulator, so dass Luft aus dem Manipulator in Richtung der Manipulator- Basis strömen kann. Vorzugsweise ist der Adapter ein leicht austauschbares Bauteil, was eine schnelle und kosteneffiziente Umrüstung eines bestehenden Manipulatorsystems ermöglicht. Um einen Einsatz des Manipulatorsystems bspw. in einem Reinraum zu ermöglichen, wird ein Luftstrom in Richtung der Manipulator-Basis erzeugt, was wiederum einen Unterdruck im Manipulator erzeugt. Somit werden Partikel, die in dem Manipulator erzeugt werden, abgesaugt und durch den Luftstrom in Richtung der Manipulator-Basis transportiert. Gerade bei Manipulatorsystemen mit mehreren Gelenken wird so ein Absondern der an diesen Gelenken erzeugten Partikel in die Umgebung verhindert. Beispielsweise können unterschiedliche Manipulatoren mit unterschiedlicher Aufgabenstellung, beispielweise zum z.B. Greifen, Führen oder Schneiden, je nach Bedarf mittels des Adapters auf der Manipulator-Basis montiert werden. Die Gehäuse des Manipulators bzw. der Manipulator-Basis sollten dabei ein möglichst geringes Eigengewicht aufweisen und dabei gleichzeitig den in den Gehäusen erzeugten Über- bzw. Unterdrücken standhalten können, ohne dass das Gehäuse undicht wird. Dies kann z. B. über
Leichtmetallgehäuse oder über Polymergehäuse erreicht werden. Zudem sollte das Gehäuse der Manipulator-Basis ausreichend Platz bieten um vorzugsweise sämtliche mechanischen und elektronischen Bauteile des Manipulatorsystems zu beherbergen. Somit können auch Partikel, die in der Manipulator-Basis von den besagten Bauteilen erzeugt werden, in der Manipulator-Basis zurückgehalten werden, so dass die Umgebung nicht verunreinigt wird.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zur Erzeugung des Luftstroms eine erste Lüftungsvorrichtung, vorzugsweise einen Lüfter, und die erste
Lüftungsvorrichtung ist in der zumindest einen Verbindungsöffnung zwischen dem Manipulator und der Manipulator-Basis angeordnet. Die
Lüftungsvorrichtungen sollten vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass sie geeignet sind einen möglichst laminaren Luftstrom von dem Manipulator in Richtung der Manipulator-Basis zu erzeugen. Dies kann vorzugsweise insbesondere über Lüfter geschehen (auch als Ventilatoren oder Gebläse bezeichnet). Die Lüftungsvorrichtung ist dabei vorzugsweise zwischen den beiden Hohlräumen, die von den Gehäusen gebildet werden, angeordnet, so dass die Luft von einer Seite angesaugt wird, in diesem Fall von der Seite des
Manipulators, und so ein Unterdruck in dem Manipulator erzeugt wird. Die angesaugte Luft wird dann auf der anderen Seite des Lüfters in die Manipulator- Basis geblasen. Als Lüfter wird hierbei vorzugsweise ein Axialventilator benutzt, der in der Verbindungsöffnung zwischen dem Manipulator und der Manipulator- Basis angeordnet ist, um den beschriebenen Luftstrom zu erzeugen. Die
Drehachse des Ventilators ist hierbei parallel zur Bewegungsrichtung des erzeugten Luftstroms. Durch den laminaren Luftstrom wird verhindert das Partikel, die sich mit dem Luftstrom bewegen, durch Verwirbelungen nicht abtransportiert werden können. Der Lüfter ist hierbei vorzugsweise ein elektrisch angetriebener Lüfter, der von der Stromversorgung der Manipulator-Basis gespeist wird, d.h. es sind keine zusätzlichen Mittel zum Antrieb des Lüfters notwendig.
Vorzugsweise wird die erste Lüftungsvorrichtung elektronisch gesteuert durch eine Lüftungs-Ansteuerung, wobei die Lüftungs-Ansteuerung vorzugsweise in dem Adapter angeordnet ist. Die Lüftungs-Ansteuerung steuert, je nach Bedarf, die Stärke des erzeugten Luftstroms durch die Lüftungsvorrichtung. So kann beispielsweise die Lüftungs-Ansteuerung die Rotationsgeschwindigkeit des Lüfters steuern. So kann, je nachdem ob z. B. der Manipulator im Betrieb ist oder nicht, die Lüftungsvorrichtung entsprechend hoch oder runter reguliert werden, um einen optimalen Luftstrom zu erzeugen. Weiter ist die Lüftungssteuerung vorzugsweise geeignet um bei einer Funktionsstörung der Lüftungsvorrichtung die Mechanik des Manipulatorsystems stillzulegen. So kann verhindert werden, dass das Manipulatorsystem ohne den oben beschrieben Luftstrom arbeitet und Partikel unkontrolliert in die Umgebung abgibt. Die bevorzugte Anordnung der Lüftungs-Ansteuerung in dem Adapter ermöglicht es, dass der Adapter vorzugsweise ein eigenständiges Modul ist, welches vorgesehen werden kann um einen Luftstrom vom Manipulator in Pachtung der Manipulator-Basis zu erzeugen, ohne dass zusätzliche elektronische oder mechanische Bauteile zu dem Manipulator oder der Manipulator-Basis hinzugefügt werden müssen. Durch die kompakte Bauweise wird auch eine Reparatur bzw. die Reinigung, beispielsweise der Lüftungsvorrichtung und der Lüftungs-Ansteuerung, vereinfacht. Die Lüftungs-Ansteuerung wird hierbei vorzugsweise von der elektrischen
Versorgung der Manipulator-Basis mit Strom versorgt. Vorzugsweise ist der Manipulator ein Gelenkarmroboter. Ein Gelenkarmroboter ermöglicht hierbei vorteilhaft das Führen eines Werkzeugs in mehreren
Raumdimensionen, abhängig von der Anzahl und der Ausformung der Gelenke und der mit den Gelenken beweglich verbundenen Armglieder. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann ein 6-achsiger Gelenkarm- Roboter zur Anwendung kommen.
Vorzugsweise ist der erste Luftstrom geeignet, um Partikel aus dem Manipulator- Gehäuse in die Manipulator-Basis zu transportieren. Die im Manipulator- Gehäuse erzeugten Partikel entstehen hauptsächlich durch Reibung an den Gelenken, durch mechanisch interagierende Bauteile oder auch durch einen entsprechenden Endeffektor, wie etwa einen Bohrer oder ein Schleifgerät. Der Luftstrom, welcher vorzugsweise am proximalen Ende, d. h. am Befestigungsende des Manipulators, wo der Manipulator an dem Adapter bzw. an dem
Manipulator-Gehäuse angebracht ist, erzeugt wird, sollte also vorteilhaft so stark sein, dass auch noch Partikel, die am distalen Ende des Manipulators erzeugt werden, abtransportiert werden können.
Weiter vorzugsweise weist das Gehäuse der Manipulator-Basis eine zweite Öffnung auf, die vorzugsweise in der Nähe der Verbindungsöffnung angeordnet ist, wobei der zweiten Öffnung zumindest eine zweite Lüftungsvorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Luftstroms zugeordnet ist, der von der Umgebung durch die zweite Öffnung in das Gehäuse der Manipulator-Basis strömt, wobei die zweite Lüftungsvorrichtung bevorzugt ein Lüfter ist. Das Manipulatorsystem kann somit vorzugsweise einen zweiten Luftstrom aufweisen, der, zusammen mit dem ersten Luftstrom, einen gemeinsamen Luftstrom in der Manipulator-Basis ausbilden kann. Hierfür können ähnliche oder die gleichen Mittel wie zur Erzeugung des ersten Luftstrorns vorgesehen werden. Durch die Zuordnung der zweiten Lüftungsvorrichtung und durch den erzeugten zweiten Luftstrom wird verhindert, dass Partikel aus der Manipulator-Basis, welche weitestgehend luftdicht abgeschlossen ist, in die Umgebung gelangen. Der zweite Luftstrom sollte dabei in der Manipulator-Basis vorzugsweise so ausgebildet sein, dass er nicht entgegengesetzt zu dem ersten erzeugten Luftstroms verläuft und so Partikel in Richtung des Manipulators transportiert. Vorzugsweise weist das Gehäuse der Manipulator-Basis zumindest eine
Austrittsöffhung auf, durch die die Luft aus dem Gehäuse der Manipulator-Basis in die Umgebung ausströmen kann, wobei die Austrittsöff ung vorzugsweise auf der Seite des Gehäuses der Manipulator-Basis gegenüberliegend der
Verbindungsöffnung angeordnet ist. Für eine Führung des in der Manipulator- Basis erzeugten Luftstroms durch das Gehäuse ist es von Vorteil, die
Austrittsöffnung auf der gegenüberliegenden Seite der Eintrittsöffnung anzuordnen. Dadurch wird ein Luftstrom erzeugt, der möglichst das gesamte Innere der Manipulator-Basis durchströmt. Hierdurch kann vorteilhaft eine gute Kühlung der Bauteile im Inneren der Manipulator-Basis erreicht werden. Die Austrittsöff ung ist dabei vorzugsweise so ausgestaltet, dass der Aufbau eines zu großen Überdrucks in der Manipulator-Basis verhindert wird, so dass keine Luft unkontrolliert aus dem Gehäuse der Manipulator-Basis entweichen kann. Wie oben erwähnt, sollten die Gehäuse von Manipulator und Manipulator-Basis ansonsten luftdicht ausgestaltet sein.
Weiter vorzugsweise weist die Austrittsöffhung Rückhaltemittel zum
Zurückhalten von Partikeln auf, wobei die Rückhaltemittel vorzugsweise Feinstaubfilter sind. Die Rückhaltemittel zum Zurückhalten von Partikeln sind vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie einerseits eine hohe Durchlässigkeit für den Luftstrom aufweisen, um den oben genannten Aufbau eines schadhaften Überdrucks zu vermeiden, und andererseits einen hohen Abscheidegrad der transportierten Partikel aufweisen, so dass diese die Rückhaltemittel nicht passieren. Vorzugsweise können nach Bedarf auch mehrere unterschiedliche Rückhaltemittel wie z. B. Filter zum Zurückhalten von flüssigen Partikeln, wie auch Filter zum Zurückhalten von Feststoffpartikeln kombiniert werden, um einen hohen Grad an insgesamt zurückgehaltenen Partikeln zu erreichen. Vorzugsweise ist die Austrittsöffhung auf der Seite des Gehäuses der
Manipulator-Basis angeordnet, die der zweiten Öffnung gegenüberliegend angeordnet ist. Der durch die zweite Lüftungsvorrichtung in der Manipulator- Basis erzeugte Luftstrom ist in der Regel stärker als der erste Luftstrom, da, wie oben bereits erwähnt, die zweite Lüftungsvorrichtung an der Lufteingangsseite direkt in Kontakt mit der Umgebung ist und daher nicht, wie bei der ersten Lüftungsvorrichtung, das Gehäuse des Manipulators als Drossel wirkt. Daher wird vorzugsweise ein großer Anteil des in der Manipulator-Basis erzeugten Luftstroms durch die zweite Lüftungsvorrichtung erzeugt. Um einen ausreichend starken Luftstrom durch das gesamte Innere der Manipulator-Basis und damit eine gute Kühlung der Bauteüe und einen Transport aller Partikel aus der Manipulator-Basis zu gewährleisten, ist die Austrittsöffnung daher vorzugsweise gegenüberliegend der zweiten Öffnung angeordnet.
Weiter vorzugsweise ist die Austrittsöffnung in der dem Boden zugewandten Seite des Gehäuses der Manipulator-Basis angeordnet. Das Anordnen der Austrittsöffhung in der dem Boden zugewandten Seite des Gehäuses bietet den Vorteil, dass beim Ausströmen der Luft aus der Manipulator-Basis der Luftstrom nur minimal mit der Umgebung wechselwirkt. So wird eine hohe
Strömungsgeschwindigkeit eines starken Luftstroms nach Austritt aus der Manipulator-Basis abgeschwächt. Dies bietet insbesondere einen Vorteil in Reinräumen, welche häufig eine definierte Luftzirkulation innerhalb der Räume aufweisen. Vorzugsweise ist die dem Boden zugewandte Seite des Gehäuses zu dem Boden beabstandet, so dass die Luft ungehindert austreten kann. Die Anordnung der Austrittsöffhung an der Bodenseite der Manipulator-Basis bietet auch den Vorteil, dass das Manipulatorsystem direkt neben anderen
Vorrichtungen im Reinraum positioniert werden kann, ohne dass diese über die austretende Luft beeinträchtigt werden.
Vorzugsweise sind in der Manipulator-Basis Mittel zum Steuern und/oder Antreiben des Manipulatorsystems vorgesehen, wobei die in dem Gehäuse der Manipulator-Basis erzeugten Luftströme entlang dieser Mittel geführt sind. Beispielsweise umfassen Mittel zum Steuern und/oder Antreiben des
Manipulatorsystems Elektronik, Geräte, Energiespeicher und Antriebe. Diese ermöglichen das Steuern und Antreiben des Manipulators, d. h. die Bewegung des Manipulators im Arbeitsprozess. Weiter kontrollieren und steuern die Mittel beispielsweise die Bewegung der Manipulator-Basis und somit des gesamten Manipulatorsystems im Raum, z.B. über Räder, Bremsen und Lenksysteme. Somit kann das Manipulatorsystem vorzugsweise ein mobiles Manipulatorsystem sein und unterschiedliche Orte in einem Raum erreichen. Die Mittel zum Steuern und/oder Antreiben in der Manipulator-Basis sind dabei vorzugsweise möglichst kompakt und platzsparend angeordnet, so dass das Manipulatorsystem als ein „abgeschlossenes System" betrachtet werden kann, das keine zusätzlichen Mittel zum Steuern und Antreiben benötigt. Die in dem Gehäuse der Manipulator-Basis erzeugten Luftströme kühlen die durch Reibung oder elektrische Energie wärmeerzeugenden Mittel, die in der Manipulator-Basis angeordnet sind. Somit werden die Mittel, insbesondere elektronische Bauteile, vor Beschädigung durch Hitzeentwicklung geschützt und die Lebensdauer der Bauteile verlängert.
Vorzugsweise erfolgt die Kühlung allein durch einströmende Umgebungsluft bzw. die abgesaugte Luft aus dem Manipulator, was die Kühlung wartungsarm und kosteneffizient gestaltet.
Vorzugsweise ist der Luftstrom ih dem Gehäuse der Manipulator-Basis geeignet um Partikel aus der Manipulator-Basis zu transportieren. Der Luftstrom ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er einen Transport der Partikel ermöglicht, die durch die in der Manipulator-Basis angeordneten Mittel zum Steuern und Antreiben erzeugt werden. Eine Kontamination der Umgebung der Manipulator- Basis durch die Partikel wird somit verhindert.
Weiter vorzugsweise ist der Manipulator ein Manipulator für einen Reinraum, wobei das Manipulatorsystem gemäß ISO 14644-1 die Luftreinheitsklassen ISO 9- 7, vorzugsweise ISO 6-4, besonders bevorzugt ISO 3-1 erfüllt. Je nach
Einsatzgebiet des Manipulatorsystems können unterschiedliche Reinraumklassen nach ISO 14644-1 definiert werden. So weist die Reinraumklasse 2 beispielsweise eine Obergrenze von 100 Partikeln mit einem Durchmesser von 0,1 - 0,2 μπι auf. Dies ermöglicht den Einsatz des Manipulatorsystems bei der Produktion von kontaminationsempfindlichen Produkten z. B. in der Optik und Lasertechnologie, der Luft- und Raumfahrttechnik, den Biowissenschaften, der medizinischen Forschung sowie der Nanotechnologie.
Vorzugsweise weist der Adapter eine Adapterplatte auf und das Manipulator- Gehäuse ist auf der einen Seite der Adapterplatte angebracht und das Gehäuse der Manipulator- Basis auf der anderen Seite, und wobei die Adapterplatte Dichtungsmittel aufweist, so dass die Verbindungsöffnung zwischen
Manipulator-Gehäuse und Manipulator-Basis zur Umgebung hin luftdicht ist. Die Adapterplatte weist vorzugsweise Befestigungsmittel auf, so dass die
Adapterplatte mit einer ihrer Seiten an der Manipulator-Basis befestigt werden 5 kann und mit ihrer gegenüberliegenden Seite mit dem Manipulator. Die
Verbindungsöffnung zwischen Manipulator-Gehäuse und Manipulator-Basis verläuft dabei vorzugsweise senkrecht zur Hauptebene der Adapterplatte durch die Adapterplatte hindurch. Damit beim Durchgang durch die Adapterplatte aus dem Manipulator abgesaugte Partikel nicht in die Umgebung gelangen, wird der l o Adapter vorzugsweise mit Dichtungsmitteln luftdicht gegenüber der Umgebung abgedichtet. Als Dichtungsmittel können hierbei beispielsweise
Gummidichtungen wie O-Ringe oder andere Mittel vorgesehen werden, die eine einfache und verlässliche Abdichtung ermöglichen. Beispielsweise können die Dichtungsmittel bereits auf dem Manipulator-Gehäuse, der Adapterplatte oder
15 dem Manipulator vorgesehen werden, was die Montage des Manipulatorsystems vereinfacht.
Weiter vorzugsweise ist die Manipulator-Basis ein fahrerloses Transportfahrzeug. Die Ausgestaltung der Manipulator-Basis als fahrerloses Transportfahrzeug hat 0 den Vorteil, dass sich die Manipulator-Basis autark innerhalb eines Raums
fortbewegen kann. Sämtliche zur Steuerung und zum Antrieb des fahrerlosen Transportfahrzeugs notwendigen Mittel sind vorzugsweise in der Manipulator- Basis vorgesehen. Somit kann das erfindungsgemäße Manipulatorsystem vorteilhaft an unterschiedlichen Orten in bspw. einem Reinraum eingesetzt 5 werden, ohne dass ein manuelles Umsetzen des Manipulatorsystems notwendig ist, was unter anderem auch die Reichweite des Manipulators und damit seine Flexibilität im Einsatz erhöht.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
0
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angefügten Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Detailansicht eines Manipulators und eines Adapters; Fig. 2 eine schematische geschnittene Seitenansicht einer Manipulator-Basis;
Fig.3 die Basis von Fig. 2 mit darauf befestigtem Manipulator; und
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Manipulator-Systems.
Insbesondere zeigt Fig. l in einer schematischen Ansicht einen Adapter 20 in Form einer Adapterplatte, der auf einer Manipulator-Montageplatte 60 angeordnet ist und einen Teil eines Manipulators 10. An der Kontaktfläche zwischen dem Adapter 20 und der Manipulator-Montageplatte 60 sind
Dichtungsmittel 30 vorgesehen. Die Manipulator-Montageplatte 60 ist hierbei Teil einer Manipulator-Basis 40, die in den nachfolgenden Figuren näher beschrieben wird. Auf der Seite, gegenüberliegend der Verbindungsseite zwischen Manipulator-Montageplatte 60 und Adapter 20, ist der Manipulator 10 befestigt. An der Kontaktoberfläche zwischen Manipulator 10 und Adapter 20 sind gleichfalls Dichtungsmittel 30 vorgesehen. Der Manipulator 10 weist ein
Manipulator-Gehäuse 12 auf, welches das Innere des Manipulators 10 größtenteils luftdicht gegenüber der Umgebung 90 abdichtet. Um den Luftstrom zu ermöglichen kann der Manipulator, etwa in der Nähe des Endeffektors, mit einer geeigneten Öffnung versehen sein. Eine Verbindungsöffnung 22, die in dem Adapter 20 angeordnet ist, verbindet das Innere des Manipulators 10 mit dem Inneren der Manipulator-Basis 40. Eine erste Lüftungsvorrichtung 24 ist in der Verbindungsöffnung 22 angeordnet und erzeugt im Betrieb einen ersten
Luftstrom 26, so dass Luft aus dem Inneren des Manipulators 10 gesaugt und in Richtung der Manipulator-Basis 40 geblasen wird. Die erste Lüftungsvorrichtung 24 wird dabei von einer Lüftungs-Ansteuerung 28 gesteuert und ist im Adapter 20 angeordnet bzw. ein Teil des Adapters 20. Weiterhin weist der Manipulator 10 Gelenke 14 auf, die eine Bewegung des Manipulators um die durch die Gelenke 14 definierten Bewegungsachsen ermöglicht. Partikel, die beispielsweise durch die Bewegung des Manipulators 10 um die Bewegungsachsen an den Gelenken 14 im Inneren des Manipulators 10 erzeugt werden, können über den ersten Luftstrom 26 aus dem Inneren des Manipulators 10 gesaugt und in Richtung der
Manipulator-Basis 40 geblasen werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht der Manipulator-Basis 40. Die Basis 40 weist ein Gehäuse 42 auf, welche das Innere der Manipulator-Basis 40 gegenüber der Umgebung 90 nahezu luftdicht abdichtet. Das Innere der Manipulator-Basis 40 weist dabei Mittel zum Steuern und Antreiben des Manipulatorsystems auf, wie z. B. Elektronik 66, 68, Energiespeicher 70 und Antriebe 72 (z.B. Räder). Diese können auf geeigneten Montageplatten für das Befestigen von Steuer- /Antriebsmitteln 62 befestigt sein. Weiterhin weist das Gehäuse 42 der
Manipulator-Basis 40 eine zweite Öffnung 44 auf, die das Innere der
Manipulator-Basis 40 mit der Umgebung 90 verbindet. Eine der zweiten Öffnung 44 zugeordnete zweite Lüftungsvorrichtung 46 kann einen zweiten Luftstrom 48 von der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator-Basis 40 erzeugen.
Alternativ kann beispielsweise zusätzlich eine alternative zweite Öffnung 44' mit einer alternativen zweiten Lüftungsvorrichtung 46' einen alternativen zweiten Luftstrom 48' von der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator-Basis 40 erzeugen. Im Innern der Manipulator-Basis 40 wird somit ein Luftstrom 49 erzeugt, der sich aus den in die Manipulator-Basis 40 einströmenden
Luftströmen 48, 48' zusammensetzt. Der Luftstrom 49 durchströmt das Innere der Manipulator-Basis 40 in Richtung einer Austrittsöffnung 50. Hierbei kann die Luft in der Manipulator-Basis 40 durch Öffnungen 64 in der Montageplatte 62 strömen. Die Austrittsöffnung 50 ist dabei an der dem Boden 100
zugewandten Seite angeordnet. Der Luftstrom 49 kann Partikel, die durch die im Inneren der Manipulator-Basis 40 angeordneten Mittel 66, 68, 70, 72 erzeugt werden oder Partikel die von der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator- Basis 40 geblasen werden, transportieren und zwar in Richtung der
Austrittsöffnung 50. Weiterhin strömt die Luft entlang der Mittel 66, 68, 70, 72, so dass diese durch die vorbeiströmende Luft gekühlt werden. Die
Austrittsöffnung 50 weist Rückhaltemittel 58 auf, die geeignet sind Partikel, die durch den Luftstrom 49 innerhalb der Manipulator-Basis 40 transportiert werden, zurückzuhalten.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Manipulatorsystems i, bei welchem der Manipulator 10 über den Adapter 20 mit der Manipulator-Basis 40 verbunden ist. Der Manipulator 10 sowie der Adapter 20 als auch die
Manipulator-Basis 40 entsprechen im Wesentlichen denen der Figuren 1 und 2. Anstelle der in Fig. 2 gezeigten alternativen Lüftungsvorrichtungen 46' weist das Manipulatorsystem jedoch eine Verbindungsöffhung 22 zwischen dem
Manipulator 10 und der Manipulator-Basis 40 in dem Adapter 20 auf, welche das Innere des Manipulators 10 mit dem Inneren der Manipulator-Basis 40 verbindet. Ähnlich wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Luftstrom 49 innerhalb der Manipulator-Basis 40 erzeugt, der sich aus den einströmenden Luftströmen 26, 48 zusammensetzt. Der Luftstrom 49 transportiert sowohl die Partikel aus dem Manipulator 10, sowie Partikel, die aus der Umgebung 90 in das Innere der Manipulator-Basis 40 strömen und Partikel, die im Inneren der Manipulator- Basis 40 erzeugt werden und kühlt beim Durchströmen der Manipulator-Basis 40 die darin vorgesehenen Mittel 66, 68, 70, 72 zum Antrieb und zur Steuerung des Manipulatorsystems 1. An der Austrittöffnung sind wiederum Rückhaltemittel 58, wie etwa geeignete Filter, vorgesehen. Es ist ebenso denkbar, alternativ oder zusätzlich die Austrittsöffnung 50 mit bspw. einem Schlauch zu versehen, um die Partikel geeignet abzutransportieren.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht des Manipulatorsystems 1 wobei der Manipulator 10 über den Adapter 20 mit der Manipulator-Basis 40 verbunden ist. Dabei ist als Manipulator 10 ein Gelenkarmroboter mit mehreren Gelenken 14 vorgesehen, die jeweils Armteile 18 verbinden, wobei die Gelenke eine Bewegung eines am Manipulator 10 angebrachten Endeffektors 16 in alle Raumrichtungen ermöglichen. Das Manipulatorsystem 1 ist ein mobiles Manipulatorsystem, welches mittels der Antriebe 72, insbesondere Rädern, beliebig in einer Ebene parallel zur Ausbreitungsrichtung 80 des Bodens 100 bewegt werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Manipulatorsystem
10 Manipulator
12 Manipulator-Gehäuse
14 Gelenke
16 Endeffektor
18 Armteile
20 Adapter
22 Verbindungsöffnung
24 erste Lüftungsvorrichtung
26 erster Luftstrom
28 Lüftungs-Ansteuerung
30 Dichtungsmittel
40 Manipulator-Basis
42 Gehäuse der Manipulator Basis
44 zweite Öffnung
46 zweite Lüftungsvorrichtung
48 zweiter Luftstrom
44' alternative zweite Öffnung
46' alternative zweite Lüftungsvorrichtung 48' alternativer zweiter Luftstrom
Luftstrom im Inneren der
49 Manipulator-Basis
50 Austrittsöffnung
58 Rückhaltemittel
60 Manipulator-Montageplatte
Montageplatte für
62 Steuer/Antriebsmittel
64 Öffnungen in der Montageplatte 66 Geräte
68 Geräte
70 Energiespeicher
72 Antriebe
90 Umgebung
100 Boden

Claims

Ansprüche 1 bis 15
1. Manipulatorsystem (1), aufweisend
eine Manipulator-Basis (40), wobei die Manipulator-Basis ein Gehäuse (42) aufweist;
zumindest einen Manipulator (10), wobei der Manipulator ein Manipulator- Gehäuse (12) aufweist; und wobei der Manipulator (10) auf der Manipulator- Basis (50) angeordnet ist;
zumindest einen Adapter (20), der zwischen Manipulator-Basis (40) und Manipulator (10) angeordnet ist; und wobei
das Innere des Manipulator-Gehäuses (12) und das Innere des Gehäuses (42) der Manipulator- Basis (40) über zumindest eine Verbindungsöffnung (22), die in dem Adapter (20) angeordnet ist, verbunden sind; und wobei
der Adapter (20) Mittel zur Erzeugung eines Luftstroms (24) aufweist, die derart eingerichtet sind einen ersten Luftstrom (26) zu erzeugen, der von dem Inneren des Manipulator-Gehäuses (12) durch die Verbindungsöffnung (22) in das Gehäuse (42) der Manipulator-Basis (40) strömt.
2. Das Manipulatorsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Mittel zur Erzeugung des Luftstroms (26) eine erste Lüftungsvorrichtung (24), vorzugsweise einen
Lüfter, umfassen; und wobei
die erste Lüftungsvorrichtung (24) in der zumindest einen
Verbindungsöffnung (22) zwischen dem Manipulator (10) und der Manipulator- Basis (40) angeordnet ist.
3. Das Manipulatorsystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Lüftungsvorrichtung (24) elektronisch gesteuert wird durch eine Lüftungs-Ansteuerung (28), wobei die Lüftungs-Ansteuerung (28) vorzugsweise in dem Adapter (20) angeordnet ist.
4. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Manipulator (10) ein Gelenkarmroboter ist. ι6
5. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Luftstrom (26) geeignet ist um Partikel aus dem Manipulator- Gehäuse (12) in die Manipulator-Basis (40) zu transportieren.
6. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (42) der Manipulator-Basis (40) eine zweite Öffnung (44) aufweist, die vorzugsweise in der Nähe der Verbindungsöffhung (22) angeordnet ist, wobei der zweiten Öffnung (44) zumindest eine zweite Lüftungsvorrichtung (46) zur Erzeugung eines zweiten Luftstroms (48) zugeordnet ist, der von der Umgebung (90) durch die zweite Öffnung (44) in das Gehäuse der Manipulator-Basis (42) strömt, wobei die zweite
Lüftungsvorrichtung (46) bevorzugt ein Lüfter ist.
7. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse der Manipulator-Basis (42) zumindest eine
Austrittsöffnung (50) aufweist durch die die Luft aus dem Gehäuse der Manipulator-Basis (42) in die Umgebung (90) ausströmen kann, wobei die Austrittsöffnung (50) vorzugsweise auf der Seite des Gehäuses der
Manipulator-Basis (42), gegenüberliegend der Verbindungsöffnung (22) angeordnet ist.
8. Das Manipulatorsystem gemäß Anspruch 7, wobei die Austrittsöffnung (50) Rückhaltemittel (58) zum Zurückhalten von Partikeln aufweist, wobei die Rückhaltemittel (58) vorzugsweise Feinstaubfilter sind.
9. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einer Kombination der Ansprüche 7 und 8, wobei die Austrittsöffnung (50) auf der Seite des Gehäuses der Manipulator- Basis (42), gegenüberhegend der zweiten Öffnung (44) angeordnet ist.
10. Das Manipulatorsystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Austrittsöffnung (50) in der dem Boden (100) zugewandten Seite des
Gehäuses der Manipulator-Basis (42) angeordnet ist.
11. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Manipulator-Basis (40) Mittel zum Steuern und/oder Antreiben des Manipulatorsystems (66, 68, 70, 72) vorgesehen sind, wobei die in dem Gehäuse der Manipulator-Basis (42) erzeugten Luitströme entlang dieser Mittel (66, 68, 70, 72) geführt sind.
12. Das Manipulatorsystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Luftstrom in dem Gehäuse der Manipulator-Basis (42) geeignet ist um Partikel aus der Manipulator-Basis (40) zu transportieren.
13. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Manipulator (10) ein Manipulator für den Reinraum ist, wobei das Manipulatorsystem (1) gemäß ISO 14644-1 die Luftreinheitsklassen ISO 9-7, vorzugsweise ISO 6-4, besonders bevorzugt ISO 3-1 erfüllt.
14. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Adapter (20) eine Adapterplatte aufweist; und wobei
das Manipulator-Gehäuse (12) auf der einen Seite der Adapterplatte angebracht ist und das Gehäuse der Manipulator-Basis (42) auf der anderen Seite, und wobei die Adapterplatte Dichtungsmittel (30) aufweist, so dass die Verbindungsöffnung (22) zwischen Manipulator-Gehäuse (12) und Manipulator- Basis (40) zur Umgebung (90) hin luftdicht ist.
15. Das Manipulatorsystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Manipulator-Basis (40) ein fahrerloses Transportfahrzeug ist.
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