DE10115832A1 - Mehrachsiger Industrieroboter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der programmgesteuerten Manipulatoren, mit mehrgelenkigen Armen und Baukastensystemanordnung, insbesondere betrifft sie einen Manipulator bzw. Roboter, der mehrgliedrig bzw. mehrachsig in seinen Bewegungsmöglichkeiten ausgebildet ist. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass dieser Industrieroboter in seinen Bewegungsmöglichkeiten mehrgliedrig bzw. mehrachsig mit 8 oder mehr Bewegungsachsen (A 1, ..., A 7, ..., A X, B1, ..., B 3, ..., B Y) ausgestaltet ist. Zum Zwecke der Bewegungsrealisierung der Werkzeugaufnahme hin zu jedem beliebigen Punkt im Raum, besitzt er Module, die die Translation und Rotation vornehmen und die so in einer jeweils den aktuell erforderlichen Bedingungen angepassten kinematischen Kette angeordnet sind, so dass für den Werkzeugträger im Raum jeder beliebige Punkt in frei wählbaren Geraden, Bahnkurven und Ebenen angefahren werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der programmgesteuerten
Manipulatoren, mit mehrgelenkigen Armen und Baukastensystemanordnung,
insbesondere betrifft sie einen Manipulator bzw. Roboter, der mehrgliedrig
bzw. mehrachsig in seinen Bewegungsmöglichkeiten ausgebildet ist.
Allgemein bekannt sind Gelenkarm-/Knickarmroboter, Hubroboter und relativ
einfach gehaltene Drehroboter sowie sich translatorisch auf ebenen Flächen
fortbewegende Fahrroboter.
Aus der Schrift EP 0 112 099 A1 ist ein beweglicher Roboterarm bekannt, der
mit einem weiteren dieser Bauart verbunden werden könnte, um größere
Abwinklungen/Abknickungen zu erreichen. Bei dieser Anordnung sind
zwischen zwei Platten eine an der einen Platte starr angebrachte und an der
anderen Platte über ein Kugelgelenk beweglich angebrachte Stange sowie
zwei Schraubenspindelgetriebe angeordnet. Durch die Wirkung der
Schraubenspindelgetriebe ist ein Verschwenken der beiden Platten
gegeneinander möglich. Insgesamt jedoch ist diese Anordnung noch als zu
eingeschränkt in ihrer abknickenden Beweglichkeit zu bewerten. Eine
translatorische Bewegung ist überhaupt nicht möglich.
Die De 37 38 939 A1 offenbart eine Vorrichtung, mit der Drehbewegungen in
Form von Knickbewegungen und translatorische Bewegungen ausgeführt
werden können. Jedoch ist die Gesamtbeweglichkeit dieser Anordnung immer
noch sehr begrenzt, insbesondere deswegen, weil keine rotatorischen
Bewegungen, infolge der drei parallel zueinander bzw. nebeneinander
angeordneten längsverstellbaren Elemente, möglich sind.
Die DD 289 006 A5 hingegen offenbart als Industreiroboter eine Hub-
Dreheinheit mit variablen Hub. Diese Vorrichtung besitzt nur die Möglichkeit
Manipulationen in der Nähe ihrer zentral angeordneten Spindel auszuführen.
Weitere Möglichkeiten der Gestaltung von Industrierobotern, insbesondere in
Form von Aneinanderreihung von Drehgelenken, ist der Veröffentlichung von
Volmer, J., Industrieroboter, Funktion und Gestaltung, Verlag Technik GmbH
Berlin - München, 1992 zu entnehmen. Diese dort vorgestellten technischen
Lösungen sind einerseits sehr kompliziert andererseits dürfte es wohl auch
hiermit nicht möglich sein ohne Schwierigkeiten jeden Punkt im Raum zu
erreichen, insbesondere, wenn Hindernisse im Wege stehen.
Von diesen o. g. Mängeln und ihren Ursachen beim oben dargestellten Stand
der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung bereitzustellen, welche eine Erreichbarkeit jedes beliebigen
Punktes im Raum ermöglicht, ohne dass dabei im Wege stehende
Hindernisse eine Einschränkung bewirken.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1
und 2 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch nachfolgende vorteilhafte
Wirkungen aus. Es wird eine außerordentlich hohe Flexibilität und
Anpassbarkeit des Industrieroboters an die jeweils herrschenden
örtlichen/räumlichen sowie technologischen Bedingunge erreicht, da jeder
Modul mit einer Drehachse oder einer Schwenkachse oder einer Linearachse
aber auch mit zwei Achsen, nämlich mit einer Linear- und einer Drehachse
ausgerüstet werden kann. Die Module können auch mit eigenständiger und
modulerer Steuerungssoftware ausgestattet sein. Die Roboterkonfiguration ist
so ausstattbar, dass für das zu automatisierende Fertigungsproblem eine
Roboterkonfiguration erstellbar ist, die eine optimal angeordnete kinematische
Kette beinhaltet. Neben der außerordentlich hohen Positions-
Wiederholgenauigkeit von ±0,02 mm ist eine Überkopfschwenkbarkeit
möglich. Die vorgeschlagene Anordnung ermöglicht das Fahren von frei
wählbaren Geraden, Bahnkurven und Ebenen im Raum, wodurch jeder
beliebige Punkt im Raum, Hindernisse umfahrend, erreicht werden kann.
Somit ist auch ein bisher mittels bisheriger Technik nicht erreichbares
Umgreifen von Hindernissen und/oder des eigentlichen Bearbeitungskörpers
möglich.
Nachfolgendes Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutern.
Es zeigt:
Fig. 1: Perspektivische Darstellung des Industrieroboters mit seinen
Einzelheiten
Der mehrachsige Industrieroboter als Hub-/Schub-Dreh-Roboter mit
variablen Hub/Schub und variabler Drehung ist in seinem strukturellem
Aufbau baugruppenweise erstellt. Als Baugruppenarten sind Fußmodul 1,
Schub- 3 und Schwenk- 4 -Module sowie Koppelmodule 2 dargestellt. Seine
Bewegungsmöglichkeiten ergeben sich in diesem Beispiel, wie gut ersichtlich,
aus der Anordnung von 9 Bewegungsachsen. Das Fußmodul 1 beinhaltet die
Achse B1 für die vertikale Hubbewegung aller diesem Anordnungselement
nachgeordneten Teilelemente. Weiterhin beinhaltet das Fußmodul 1 die
Achse A1 für die rotatorische Bewegung aller nachgeordneten Teilelemente.
Das dem Fußmodul nachgeordnete Koppelmodul 2 ist mit der
Bewegungsachse A2 ausgestattet. Das an dieses Modul 2 angeschlossene
Schubmodul 3 beinhaltet die Bewegungsachsen A3 und B2 für
translatorische aber auch rotatorische Bewegungsabläufe der
nachgeschalteten Teilelemente. Ein weiteres Koppelmodul 2 mit der
Bewegungsachse A4 ist dem Schubmodul 3 nachgeordnet und verbindet
dieses mit dem nachfolgenden Modul 3', welches die Bewegungsachse A5
für die rotatorische Bewegung beinhaltet gleichfalls aber auch noch eine
Achse B3 zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beinhalten könnte. An das
Modul 3' ist in diesem Beispiel, welches keine abschließende
Anordnungsfolge darstellt, weitere sind denkbar, das Schwenkmodul 4 mit
den Bewegungsachsen A6 zum Schwenken und A7 zum Drehen der hier
abschließend angeordneten Werkzeugaufnahme vorgesehen. Somit ist eine
Bewegungsrealisierung der Werkzeugaufnahme hin zu jedem beliebigen
Punkt im Raum möglich. Durch die so angeordneten Module mit ihren für die
Translation und Rotation vorgesehenen Bewegungsachsen kann eine den
jeweils aktuell erforderlichen Bedingungen angepassten kinematischen Kette
angeordnet werden, so dass für den Werkzeugträger im Raum jeder beliebige
Punkt in frei wählbaren Geraden, Bahnkurven und Ebenen angefahren und
Hindernisse oder eben das zu bearbeitende Objekt umfahren/umgriffen
werden kann.
Bei diesem mehrachsigen Industrieroboter sind die einzelnen Module neben
ihrer hardwareseitigen Kopplung auch softwareseitig miteinander verkoppelt,
so dass für die Robotergesamtkonfiguration zuzüglich eine entsprechend
zusammengestellte Steuerungssoftware eingeordnet ist. Es können die
Robotermodule aber auch alternativ mit eigenständiger und modularer
Steuerungssoftware ausgestattet sein.
Claims (2)
1. Mehrachsiger Industrieroboter als Hub-/Schub-Dreh-Roboter mit
variablen Hub/Schub und variabler Drehung, der folgende Merkmale
umfasst,
- 1. in seinen Bewegungsmöglichkeiten ist er mehrgliedrig bzw. mehrachsig mit 8 oder mehr Bewegungsachsen (A1, . . . A7, . . . AX, B1, . . . B3, . . . BY) ausgestaltet
- 2. zum Zwecke der Bewegungsrealisierung der Werkzeugaufnahme hin zu jedem beliebigen Punkt im Raum, besitzt er Module, die die Translation und Rotation - umlaufend bzw. in schwenkender Form - vornehmen und die so in einer jeweils den aktuell erforderlichen Bedingungen angepassten kinematischen Kette angeordnet sind, dass für den Werkzeugträger im Raum jeder beliebige Punkt in frei wählbaren Geraden, Bahnkurven und Ebenen angefahren werden kann,
2. Mehrachsiger Industrieroboter nach Anspruch 1, der folgende Merkmale
umfasst,
- 1. in seinem strukturellem Aufbau ist er baugruppenweise vermittels der Baugruppenarten Fußmodul (1), Schub(3)-/Schwenk(4)-Modul, Koppel modul (2) aufgebaut,
- 2. die einzelnen Module sind neben ihrer hardwareseitigen Kopplung auch softwareseitig miteinander verkoppelt, so dass für die Robotergesamt konfiguration zuzüglich eine entsprechend zusammengestellte Steuerungssoftware eingeordnet ist,
- 3. die Robotermodule sind alternativ eigenständiger und modularer Steuerungssoftware ausgestattet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001115832 DE10115832A1 (de) | 2001-03-31 | 2001-03-31 | Mehrachsiger Industrieroboter |
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DE2001115832 DE10115832A1 (de) | 2001-03-31 | 2001-03-31 | Mehrachsiger Industrieroboter |
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DE10115832A1 true DE10115832A1 (de) | 2002-10-10 |
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Family Applications (1)
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