-
Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter, der einen Roboterarm und einen auf einer Schiene bewegbaren Fahrwagen aufweist, auf dem der Roboterarm befestigt ist.
-
Industrieroboter im Allgemeinen sind Handhabungsmaschinen, die zur selbsttätigen Handhabung von Objekten mit zweckdienlichen Werkzeugen ausgerüstet und in mehreren Bewegungsachsen insbesondere hinsichtlich Orientierung, Position und Arbeitsablauf programmierbar sind. Industrieroboter weisen üblicherweise einen Roboterarm mit mehreren Gliedern und programmierbare Steuerungen (Steuervorrichtungen) auf, die während des Betriebs Antriebe des Industrieroboters für die Bewegungsabläufe des Roboterarms steuern bzw. regeln. Die Antriebe sind z.B. elektrische Antriebe.
-
Um z.B. den Arbeitsbereich des Roboterarms zu erweitern, kann der Industrieroboter einen Fahrwagen aufweisen, auf dem der Roboterarm befestigt ist und welcher entlang einer Schiene verfahrbar ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Industrieroboter anzugeben, der einen Roboterarm und einen auf einer Schiene bewegbaren Fahrwagen aufweist, auf dem der Roboterarm befestigt ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Industrieroboter, aufweisend
- – einen Roboterarm mit mehreren, hintereinander angeordneten und über Gelenke verbundenen Gliedern und mit Motoren zum Bewegen der Glieder relativ zueinander,
- – einen auf einer Schiene bewegbaren Fahrwagen, der einen Grundträger, oberhalb dem der Roboterarm befestigt ist, am Grundträger drehbar angeordnete Räder oder Rollen, welche mit der Schiene in Wirkverbindung stehen, und einen Elektromotor aufweist, der in einem unterhalb des Roboterarms angeordneten Hohlraum des Grundträgers innerhalb des Grundträgers befestigt ist, und
- – eine Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, die Motoren des Roboterarms und den Elektromotor des Fahrwagens für ein Bewegen der Glieder und des Fahrwagens zumindest indirekt anzusteuern.
-
Der erfindungsgemäße Industrieroboter umfasst demnach den Roboterarm, der wiederum mehrere, hintereinander angeordnete Glieder aufweist, die über Gelenke miteinender verbunden sind. Bezüglich der Gelenke sind die Glieder z.B. relativ zu Achsen bewegbar. Außerdem umfasst der Roboterarm Motoren, die insbesondere als Elektromotoren ausgebildet sind. Die Elektromotoren sind vorzugsweise Teil von elektrischen Antrieben, deren Leistungselektroniken von der Steuervorrichtung angesteuert werden. D.h. die Motoren werden zumindest indirekt im Betrieb des erfindungsgemäßen Industrieroboters von der Steuervorrichtung angesteuert. Die elektrischen Antriebe sind vorzugsweise geregelte elektrische Antriebe.
-
Der erfindungsgemäße Industrieroboter umfasst ferner den Fahrwagen, also eine Verfahrvorrichtung, mittels dem der Roboterarm als Ganzes entlang der Schiene verfahrbar ist. Der Fahrwagen ist also als ein schienegebundener Fahrwagen ausgebildet und umfasst den Grundkörper, an dem die Rollen bzw. Räder drehbar angeordnet sind. Die Rollen bzw. Räder stehen mit der Schiene, die z.B. als eine Doppelschiene ausgebildet ist, in Wirkverbindung, sodass der Fahrwagen mit daran montiertem Roboterarm entlang der Schiene verfahrbar ist.
-
Um den Fahrwagen gesteuert durch die Steuervorrichtung automatisiert anzutreiben, umfasst der Fahrwagen den Elektromotor. Dieser kann wiederum Teil eines elektrischen Antriebs sein, dessen Leistungselektronik von der Steuervorrichtung angesteuert wird. D.h. auch der Elektrotor des Fahrwagens wird zumindest indirekt im Betrieb des erfindungsgemäßen Industrieroboters von der Steuervorrichtung angesteuert. Dieser elektrische Antrieb ist ebenfalls vorzugsweise ein geregelter elektrischer Antrieb.
-
Erfindungsgemäß umfasst der Grundträger, der vorzugsweise aus Metall und insbesondere im Sandgießverfahren hergestellt wurde, den Hohlraum, der sich unterhalb des am Fahrwagen befestigten Roboterarms befindet. Dieser Hohlraum ist vorgesehen, den Elektromotor aufzunehmen, sodass sich der Elektromotor des Fahrwagens innerhalb des Grundträgers und unterhalb des Roboterarms befindet. Dadurch kann die horizontale räumliche Ausdehnung des Fahrwagens im Vergleich zu einem Fahrwagen mit seitlich montiertem Elektromotor verringert werden, wodurch der Arbeitsbereich des Fahrwagens erhöht werden kann.
-
Der Roboterarm des erfindungsgemäßen Industrieroboters umfasst vorzugsweise ein Gestell als eines der Glieder, dem die restlichen Glieder nachfolgen. Vorzugsweise ist der Roboterarm mit seinem Gestell oberhalb am Grundträger des Fahrwagens befestigt und der Hohlraum des Grundträgers ist unterhalb des Gestells angeordnet.
-
Um den Elektromotor des Fahrwagens z.B. für eine Wartung besser erreichen zu können ohne den Roboterarm vom Fahrwagen entfernen zu müssen, weist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Industrieroboters das Grundgestell wenigstens eine seitliche Öffnung auf, durch die der Elektromotor zugänglich ist.
-
Die wenigstens eine seitliche Öffnung kann vorzugsweise derart groß sein, dass bei am Grundgestell montiertem Roboterarm der Elektromotor austauschbar ist. Dadurch erhöht sich die Servicefreundlichkeit des erfindungsgemäßen Industrieroboters.
-
Die wenigstens eine seitliche Öffnung kann nach oben hin randoffen ausgebildet sein. Ein Grundkörper mit einer solchen randoffenen Öffnung lässt sich relativ einfach herstellen.
-
Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Industrieroboters weist dessen Fahrwagen ein dem Elektromotor nachgeschaltetes Getriebe auf, das im Hohlraum angeordnet ist. Das Getriebe ist insbesondere vorgesehen, mit einer längs der Schiene verlaufenden Zahnstange zusammenzuwirken, um den Fahrwagen längs der Schiene zu verfahren.
-
Vorzugsweise kann das Grundgestell zwei seitliche Öffnungen aufweisen, durch die der Elektromotor und/oder das Getriebe zugänglich sind. Somit kann es vorgesehen sein, dass der Elektromotor durch die eine seitliche Öffnung und das Getriebe durch die andere seitliche Öffnung zugänglich ist.
-
Die beiden seitlichen Öffnungen können vorzugsweise derart groß sein, dass bei am Grundgestell montiertem Roboterarm der Elektromotor austauschbar ist. Dies erhöht die Servicefreundlichkeit des erfindungsgemäßen Industrieroboters.
-
Wenigstens eine der seitlichen Öffnungen, vorzugsweise beide seitlichen Öffnungen kann bzw. können nach oben hin randoffen ausgebildet sein.
-
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Industrieroboters sind die beiden seitlichen Öffnungen gegenüber liegend am Grundgestell angeordnet. Dadurch können das Getriebe und der Elektromotor besser erreicht, gegebenenfalls auch ausgetauscht werden.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Fahrwagens ergibt sich die Möglichkeit, die Länge des Fahrwagens zu reduzieren und gegebenenfalls einen symmetrischer Aufbau des Fahrwagens zu erhalten. Dadurch kann sich eine Verkürzung der notwendigen Länge der Schiene bei gleichem Hub des Roboterarms ergeben. Dadurch kann sich ein geringerer Platzbedarf in der Anlage und weniger Materialaufwand ergeben. Auch eine verbesserte Zugänglichkeit z.B. zum Austausch der Rollen bzw. Räder kann sich durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Fahrwagens ergeben. Aufgrund des Einbaus des Elektromotors innerhalb des Grundträgers kann eine günstigere Einleitung der Antriebskräfte des Elektromotors im Zentrum des Fahrwagens erfolgen. Gegebenfalls können kürzerer Träger, weniger Fundamentplatten, kürzere Abdeckung von Laufschienen/Zahnstange, falls vorhanden, Abdeckung/Schutz der Antriebseinheit unter dem Roboterarm, falls vorhanden, verwendet werden.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Elektromotors des Fahrwagens unterhalb des Roboterarms kann sich zwar eine Aufbauhöhe des Fahrwagens erhöhen, gegebenenfalls jedoch nur wenig erhöhen. Der Fahrwagen mit Roboterarm kann vorzugsweise eine symmetrische und gegebenenfalls auf ein Minimum reduzierte Außenkontur aufweisen. Die Steifigkeit des Fahrwagens kann durch die etwas größere Bauhöhe verbessert, wenn nicht gar optimiert werden. Die Zugänglichkeit zum Austausch der Rollen bzw. Räder kann verbessert sein.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
-
1 einen Industrieroboter in einer perspektivischen Darstellung, der einen Roboterarm und einen auf einer Schiene bewegbaren Fahrwagen aufweist, auf dem der Roboterarm befestigt ist,
-
2 den Industrieroboter in einer Frontansicht und
-
3 der Fahrwagen in einer perspektivischen Darstellung.
-
Die 1 zeigt einen Industrieroboter 1 mit einem Roboterarm 2 und einer Steuervorrichtung 10 in einer perspektivischen Darstellung und die 2 zeigt den Industrieroboter 1 in einer Frontansicht.
-
Der Roboterarm 2 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke verbundene Glieder. Bei den Gliedern handelt es sich insbesondere um ein Gestell 3 und ein relativ zum Gestell 3 um eine vertikal verlaufende Achse A1 drehbar gelagertes Karussell 4. Weitere Glieder des Roboterarms 2 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Schwinge 5, ein Ausleger 6 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 7 mit einer z.B. als Flansch 8 ausgeführten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines nicht näher dargestellten Endeffektors. Die Schwinge 5 ist am unteren Ende z.B. an einem nicht näher dargestellten Schwingenlagerkopf auf dem Karussell 4 um eine vorzugsweise horizontale Achse A2 schwenkbar gelagert. Am oberen Ende der Schwinge 5 ist wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Ausleger 6 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 7 mit ihren vorzugsweise drei Achsen A4, A5, A6.
-
Um den Industrieroboter 1 bzw. dessen Roboterarm 2 zu bewegen, umfasst dieser mit der Steuervorrichtung 10 verbundene elektrische Antriebe. In den 1 und 2 sind nur einige der elektrischen Motoren 9 dieser Antriebe gezeigt, welche im oder am Roboterarm 2 befestigt sind. Leistungselektroniken der Antriebe sind z.B. in einem Steuerschrank untergebracht, in dem auch die Steuervorrichtung 10 angeordnet sein kann.
-
Auf der Steuervorrichtung 10, welche z.B. als ein Computer ausgeführt ist, läuft im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Rechenprogramm, mittels dem die Steuervorrichtung 10 im Betrieb des Industrieroboters 1 diesen beispielsweise derart ansteuert, dass der Flansch 8 oder ein sogenannter Tool Center Point eine vorbestimmte Bewegung ausführt. Gegebenfalls regelt die Steuervorrichtung 10 die Antriebe des Roboterarms, wie dies im Prinzip dem Fachmann bekannt ist. Gegebenfalls sind die elektrischen Antriebe geregelte Antriebe und die Steuervorrichtung 10 erzeugt Soll-Signale für die geregelten Antriebe bzw. deren Leistungselektroniken. Die Steuervorrichtung 10 steuert z.B. in geeigneter und dem Fachmann im Prinzip bekannter Weise die Leistungselektroniken an.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Industrieroboter 1 einen in der 3 in einer perspektivischen Darstellung näher gezeigte Fahrwagen 11, auf welchem der Roboterarm 2 insbesondere mit seinem Gestell 3 befestigt ist und welcher entlang einer beispielsweise als Doppelschiene 12 ausgebildeten Führungsschiene in Richtungen eines Doppelpfeils 13 verfahrbar ist. Mittels des Fahrwagens 11 kann somit der Roboterarm 2 entlang des Doppelpfeils 13 hin und her bewegt werden. Gegebenenfalls wird somit mittels des Fahrwagens 11 eine Linearachse des Industrieroboters 1 realisiert. Die Doppelschiene 12 kann an einem Träger 14 befestigt sein, welcher wiederum mit dem Boden oder einem Fundament beispielsweise mittels Schrauben befestigt ist.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Fahrwagen 11 einen Grundträger 15, an dem mehrere Rollen 16 oder Räder drehbar angeordnet sind. Die Räder bzw. Rollen 16 stehen mit der Doppelschiene 12 in Kontakt und erlauben somit ein Hin- und Herbewegen des Fahrwagens 11 entlang der Doppelschiene 12. Der Grundträger 15 kann z.B. aus Metall, vorzugsweise im Sandgussverfahren hergestellt sein.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Roboterarm 2 insbesondere mit seinem Gestell 3 am Grundträger 15 des Fahrwagens 11 befestigt. Der Roboterarm 2 ist insbesondere mit seinem Gestell 3 derart am Grundträger 15 des Fahrwagens 11 befestigt, sodass der Roboterarm 2 oberhalb des Grundträgers 15 bzw. des Fahrwagens 11 befestigt ist. Das Gestell 3 des Roboterarms 2 ist beispielsweise mit dem Grundträger 15 des Fahrwagens 11 verschraubt.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Fahrwagen 11 einen Elektromotor 17 und insbesondere ein Getriebe 18, welches in Wirkverbindung mit dem Elektromotor 17 steht. Das Getriebe 18 ist beispielsweise eingerichtet, mit einer nicht näher dargestellten Zahnstange zusammen zu wirken, welche längs der Doppelschiene 12 verlegt ist. Im Betrieb des Industrieroboters 1 treibt der Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 das Getriebe 18 an, damit dieses über die Zahnstange den Fahrwagen 11 bzw. dessen Grundträger 15 entlang der Doppelschiene 13 zu bewegen vermag.
-
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Grundträger 15 des Fahrwagens 11 eine Ausnehmung bzw. einen Hohlraum 19, innerhalb dem der Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 und das Getriebe 18 befestigt sind. Der Hohlraum 19 ist insbesondere derart bemessen, dass dieser den Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 und das Getriebe 18 gänzlich aufnehmen kann, sodass im montierten Zustand der Elektromotor 17 und das Getriebe 18 unterhalb des Roboterarms 2 bzw. dessen Gestell 3 angeordnet sind.
-
Der Grundträger 15 des Fahrwagens 11 kann zumindest einseitig seitlich offen sein, also wenigstens eine seitliche Öffnung 20 aufweisen. Die seitliche Öffnung 20 ist vorzugsweise derart bemessen, sodass eine Person das Getriebe 18 und/oder der Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 auch bei montiertem Roboterarm 2 beispielsweise für eine Wartung erreichen kann. Vorzugsweise ist die seitliche Öffnung 20 derart bemessen, dass das Getriebe 18 und/oder der Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 bei montiertem Roboterarm 2 entfernt und ausgetauscht werden kann. Die seitliche Öffnung 20 kann nach oben hin randoffen ausgeführt sein.
-
Vorzugsweise ist der Grundträger 15 beidseitig seitlich geöffnet, umfasst also zwei seitliche Öffnungen 20. Diese sind vorzugsweise jeweils derart bemessen, sodass eine Person das Getriebe 18 und/oder der Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 auch bei montiertem Roboterarm 2 beispielsweise für eine Wartung erreichen kann. Vorzugsweise sind beide seitlichen Öffnungen 20 derart bemessen, dass der Elektromotor 17 des Fahrwagens bei montiertem Roboterarm 2 entfernt und ausgetauscht werden kann.
-
Vorzugsweise sind die beiden seitlichen Öffnungen 20 gegenüberliegend am Grundträger 15 angeordnet, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Dadurch ist es möglich, dass die Seitenwände 21 des Fahrwagens 11, welche nicht die seitlichen Öffnungen 20 enthalten, durchgängig und/oder mit erhöhter Dicke ausgeführt werden können. Aufgrund der gegenüberliegend angeordneten seitlichen Öffnungen 20 ist es auch möglich, den Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 direkt zu erreichen, gegebenenfalls auszutauschen.
-
Dem Elektromotor 17 des Fahrwagens 15 kann auch eine Leistungselektronik vorgeschaltet sein, die z.B. ähnlich den Leistungselektroniken der Antriebe des Roboterarms 2 ausgebildet ist. Die Leistungselektronik für den Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 kann ebenfalls im Steuerschrank untergebracht sein, in dem auch die Steuervorrichtung 10 angeordnet sein kann. Der Elektromotor 17 des Fahrwagens 11 mit vorgeschalteter Leistungselektronik stellt einen elektrischen Antrieb dar, der auch als geregelter elektrischer Antrieb ausgeführt sein kann.
-
Das auf der Steuervorrichtung 10 laufende Rechenprogramm ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch derart eingerichtet, dass die Steuervorrichtung 10 im Betrieb des Industrieroboters 1 auch den Elektromotor 17 des Fahrwagens bzw. dessen vorgeschaltete Leistungselektronik derart ansteuert, dass der Fahrwagen 11 und somit das Gestell 3 des Roboterarms 2 wie vorgegeben verfahren wird.
