DE102017123838A1

DE102017123838A1 - industrial robots

Info

Publication number: DE102017123838A1
Application number: DE102017123838.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Autonox Robotics GmbH
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-04-18

Abstract

Es wird ein Industrieroboter mit Parallelkinematik vorgeschlagen mit einer Roboterbasis (2), mit einem Trägerelement (3) und einem an dem Trägerelement angeordneten Trägerelement-Kopplungsteil (22), welches einen Greifer (13) oder ähnliches aufnimmt, mit mindestens zwei beweglichen Betätigungseinheiten (4, 4a), wobei jede Betätigungseinheit (4, 4a) einen an der Roboterbasis (2) angeordneten Antrieb (5), einen an den Antrieb (5) gekoppelten Oberarm (6, 6a) und einen Unterarm (7, 7a) mit zwei parallelen Stangen (8, 9) umfasst, welche mit einem ersten Ende drehbar mit dem Oberarm (6, 6a) und mit einem zweiten Ende beweglich mit dem Trägerelement (3) verbunden sind, wobei die beiden Stangen (8, 9) des Unterarms (7, 7a) um eine gemeinsame Unterarm-Trägerelement-Drehachse (14) drehbar an dem Trägerelement (3) aufgenommen sind, wobei die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen (14) der Betätigungseinheiten (4, 4a) eine Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene (17) aufspannen. Dabei weist das Trägerelement (3) einen Ansatz (12) auf, der über die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene (17) in die der Roboterbasis (2) entgegen gesetzte Richtung vorsteht. Das Trägerelement-Kopplungsteil (22) ist an dem der Roboterbasis (2) abgewandten Ende des Ansatzes (12) angeordnet.An industrial robot with parallel kinematics is proposed with a robot base (2), with a carrier element (3) and a carrier element coupling part (22) arranged on the carrier element, which receives a gripper (13) or the like, with at least two movable actuating units (4 , 4a), each actuating unit (4, 4a) having a drive (5) arranged on the robot base (2), an upper arm (6, 6a) coupled to the drive (5) and a lower arm (7, 7a) with two parallel ones Rods (8, 9) which are pivotally connected at a first end to the upper arm (6, 6a) and at a second end to the carrier element (3), wherein the two rods (8, 9) of the lower arm (7 7a) are rotatably received on the support member (3) about a common forearm support member rotation axis (14), the forearm support member rotation axes (14) of the operation units (4, 4a) forming a forearm support member rotation axis plane (Fig. 17). In this case, the carrier element (3) has a projection (12) which projects beyond the lower arm carrier element axis of rotation plane (17) in the direction opposite to the robot base (2). The carrier element coupling part (22) is arranged on the robot base (2) facing away from the end of the neck (12).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Industrieroboter mit Parallelkinematik, welcher mit einer Roboterbasis, mit einem als Aufnahme für einen Greifer oder ein Werkzeug dienenden Trägerelement und mit mehreren Betätigungseinheiten zum Bewegen des Trägerelements ausgestattet ist.The invention relates to an industrial robot with parallel kinematic, which is equipped with a robot base, with a serving as a receptacle for a gripper or a tool carrier element and with a plurality of actuator units for moving the support member.

Derartige Industrieroboter mit Parallelkinematik dienen zum Bewegen, Positionieren und/ oder Bearbeiten eines Gegenstands im Raum. Sie sind mit einer ortsfest angeordneten Roboterbasis und einem beweglichen Trägerelement zur Aufnahme eines Greifers, eines Werkzeugs oder eines sonstigen Maschinenelements oder Maschinenteils ausgestattet. Das Trägerelement ist über mindestens zwei Betätigungseinheiten mit der Roboterbasis verbunden. Jede Betätigungseinheit wird über eine ihr zugeordnete und an der Roboterbasis angeordnete Antriebseinheit bewegt. Eine Bewegung der Betätigungseinheiten führt zu einer Bewegung des Trägerelements. An dem Trägerelement kann beispielsweise ein Greifer zum Aufnehmen eines Gegenstands oder ein Werkzeug zum Bearbeiten eines Gegenstands oder ein Maschinenteil, wie beispielsweise ein Lager oder ein Getriebe angeordnet sein. Hierzu ist das Trägerelement mit einem Trägerelement-Kopplungsteil ausgestattet, welches einen Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenteil aufnimmt. Durch die aufeinander abgestimmte Bewegung der angetriebenen Betätigungseinheiten kann der an dem Trägerelement angeordnete Greifer, das Werkzeug oder das Maschinenelement gezielt in mehreren Dimensionen im Raum bewegt werden. Die Betätigungseinheiten bewirken eine räumliche Parallelogrammführung des Trägerelements. Die daraus resultierende parallele Kinematik ermöglicht eine schnelle und präzise Bewegung des Trägerelements und des daran angeordneten Greifers, Werkzeugs oder Maschinenteils. Diese Bewegung ist eine translatorische Bewegung des Trägerelements. Ist der Industrieroboter mit drei Betätigungseinheiten ausgestattet, handelt es sich um eine translatorische Bewegung in drei Raumrichtungen. Die Bewegung hat drei Freiheitsgrade und kann in einem Koordinatensystem mit x-, y- und z-Achse beschrieben werden. Ist der Industrieroboter mit zwei Betätigungseinheiten ausgestattet, handelt es um eine translatorische Bewegung in zwei Raumrichtungen. In diesem Fall hat die Bewegung zwei Freiheitsgrade und kann in einem Koordinatensystem mit x- und z-Achse beschrieben werden.Such industrial robots with parallel kinematics are used for moving, positioning and / or editing an object in space. They are equipped with a stationary arranged robot base and a movable support member for receiving a gripper, a tool or other machine element or machine part. The carrier element is connected to the robot base via at least two actuator units. Each actuation unit is moved via a drive unit associated with it and arranged on the robot base. A movement of the actuating units leads to a movement of the carrier element. For example, a gripper for picking up an object or a tool for processing an object or a machine part, such as a bearing or a gear, can be arranged on the carrier element. For this purpose, the carrier element is equipped with a carrier element coupling part which receives a gripper, a tool or a machine part. Due to the coordinated movement of the driven actuating units arranged on the support member gripper, the tool or the machine element can be selectively moved in several dimensions in space. The actuating units effect a spatial parallelogram guidance of the carrier element. The resulting parallel kinematics allows a fast and precise movement of the support member and arranged thereon gripper, tool or machine part. This movement is a translatory movement of the carrier element. If the industrial robot is equipped with three actuator units, it is a translatory movement in three spatial directions. The movement has three degrees of freedom and can be described in a coordinate system with x-, y- and z-axis. If the industrial robot is equipped with two actuator units, it is a translatory movement in two spatial directions. In this case, the movement has two degrees of freedom and can be described in an x- and z-axis coordinate system.

Bei einer Bewegung des Trägerelements in Richtung der z-Achse verändert sich der Abstand zwischen der Roboterbasis und dem Trägerelement. Die x-Achse und die y-Achse sind zueinander senkrecht und zur z-Achse senkrecht ausgerichtet.When the carrier element moves in the direction of the z-axis, the distance between the robot base and the carrier element changes. The x-axis and the y-axis are perpendicular to each other and perpendicular to the z-axis.

Jede Betätigungseinheit weist eine an der Roboterbasis angeordnete, ein Drehmoment um eine Antriebsachse erzeugende Antriebseinheit auf. Ferner ist jede Betätigungseinheit mit einem Oberarm ausgestattet, der an eine Antriebswelle der Antriebseinheit direkt oder indirekt drehfest gekoppelt ist. Darüber hinaus weist jede Betätigungseinheit einen Unterarm auf, der mit zwei parallelen Stangen oder Streben ausgestattet ist. Mit einem ersten Ende sind die beiden Stangen um eine gemeinsame Drehachse drehbar mit dem Oberarm verbunden. Mit ihrem zweiten Ende sind die beiden Stangen beweglich mit dem Trägerelement verbunden. Dabei sind die beiden Stangen des Unterarms um eine gemeinsame Unterarm-Trägerelement-Drehachse drehbar an dem Trägerelement aufgenommen. Darüber hinaus sind die unteren Enden der beiden Stangen um zwei zueinander parallele Kipp-Achsen drehbar. Der Abstand dieser Kipp-Achsen entspricht im wesentlichen dem Abstand der beiden Stangen. Die beiden Kipp-Achsen des Unterarms verlaufen bevorzugt im wesentlichen senkrecht zu der Unterarm-Trägerelement-Drehachse des Unterarms. Diese Bewegung der Unterarme relativ zu dem Trägerelement kann durch Gelenke mit sich kreuzenden Achsen oder durch Kugelgelenke realisiert werden.Each actuator unit has a drive unit arranged on the robot base and generating a torque about a drive axis. Furthermore, each actuator unit is equipped with an upper arm which is coupled directly or indirectly non-rotatably to a drive shaft of the drive unit. In addition, each actuator unit has a forearm equipped with two parallel rods or struts. With a first end, the two rods are rotatably connected to the upper arm about a common axis of rotation. With its second end, the two rods are movably connected to the carrier element. In this case, the two rods of the lower arm are rotatably received on the carrier element about a common lower arm carrier element rotation axis. In addition, the lower ends of the two rods are rotatable about two mutually parallel tilting axes. The distance between these tilting axes corresponds essentially to the distance between the two rods. The two tilting axes of the forearm are preferably substantially perpendicular to the forearm support member pivot axis of the forearm. This movement of the lower arms relative to the carrier element can be realized by joints with intersecting axes or by ball joints.

Die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen der Betätigungseinheiten des Industrieroboters liegen in einer Ebene, die als Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene bezeichnet wird.The forearm support member pivot axes of the actuator units of the industrial robot lie in a plane referred to as a forearm support member pivot axis plane.

Die maximale Strecke, die das Trägerelement bei einem Industrieroboter mit Parallelkinematik in Richtung der z-Achse zurücklegen kann, wird als z-Hub bezeichnet. Der z-Hub hängt unter anderem von dem Winkel ab, um den die Oberarme mit den ihnen zugeordneten Antriebseinheiten maximal gedreht werden können und der Länge der Oberarme. Darüber hinaus wird der z-Hub bei bestimmten Anwendungsfällen durch die Unterarme begrenzt. Da die Unterarme unter einem von der Position des Trägerelements abhängigen Winkel seitlich von dem Trägerelement abstehen, kann das Trägerelement nicht in einen Hohlraum eingeführt werden, dessen Öffnungsquerschnitt kleiner ist als der durch die Unterarme beanspruchte Raum. Dadurch wird beispielsweise das Ablegen von Gegenständen in Verpackungsbehältern mittels eines an dem Industrieroboter angeordneten Greifers stark eingeschränkt. Ein Ablegen ist nur dann möglich, wenn der Verpackungsbehälter eine ausreichend große Öffnung aufweist. Das Ablegen von Gegenständen am Rand des Verpackungsbehälters nahe einer den Behälter seitlich begrenzenden Behälterwand ist nicht möglich. Entsprechendes gilt für den Einsatz eines an dem Trägerelement angeordneten Werkzeugs oder Maschinenteils in Vertiefungen oder Hohlräumen.The maximum distance which the support element can travel in the direction of the z-axis in an industrial robot with parallel kinematics is referred to as a z-stroke. Among other things, the z-stroke depends on the angle at which the upper arms with the drive units assigned to them can be rotated to the maximum and the length of the upper arms. In addition, the z-stroke is limited in certain applications by the forearms. Since the lower arms protrude laterally from the carrier element at an angle dependent on the position of the carrier element, the carrier element can not be introduced into a cavity whose opening cross-section is smaller than the space occupied by the lower arms. As a result, for example, the storage of objects in packaging containers by means of a gripper arranged on the industrial robot is severely restricted. A drop is only possible if the packaging container has a sufficiently large opening. The storage of objects on the edge of the packaging container near a side of the container bounding the container wall is not possible. The same applies to the use of a arranged on the support element tool or machine part in recesses or cavities.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Industrieroboter mit Parallelkinematik zur Verfügung zu stellen, bei dem der Bereich vergrößert ist, innerhalb dem ein an dem Trägerelement angeordneter Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenteil in Richtung der z-Achse bewegt werden kann. The invention has for its object to provide an industrial robot with parallel kinematic available, in which the area is increased within which a arranged on the support member gripper, a tool or a machine part in the direction of the z-axis can be moved.

Diese Aufgabe wird durch einen Industrieroboter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Industrieroboter zeichnet sich dadurch aus, dass das Trägerelement mit einem Ansatz ausgestattet ist, der über die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene in die der Roboterbasis entgegen gesetzte Richtung vorsteht. Der Ansatz bildet eine Verlängerung des Trägerelements in die der Roboterbasis abgewandte Richtung. Das Trägerelement-Kopplungsteil ist an dem der Roboterbasis abgewandten Ende der Verlängerung angeordnet. Damit steht das Trägerelement-Kopplungsteil über eine Distanz über die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene über, die durch die Länge des Ansatzes vorgegeben ist. Die Verlängerung kann damit an den Einsatzort und den Anwendungsbereich des Industrieroboters angepasst werden. Soll mit einem an dem Trägerelement angeordneten Greifer, einem Werkzeug oder einem Maschinenteil eine Bearbeitung in einem Hohlraum, beispielsweise in einem Behälter, vorgenommen werden, so kann der Ansatz insbesondere hinsichtlich seiner Länge an diesen Einsatzort und den Anwendungsbereich angepasst werden. Die Anpassung ist auch hinsichtlich der äußeren Form des Ansatzes möglich.This object is achieved by an industrial robot having the features of claim 1. The industrial robot according to the invention is characterized in that the carrier element is provided with a projection which projects beyond the forearm-carrier element axis of rotation plane in the direction opposite to the robot base. The approach forms an extension of the carrier element in the direction away from the robot base. The support member coupling member is disposed at the robot base remote end of the extension. Thus, the support member coupling member projects over a distance over the forearm-support member axis of rotation plane, which is predetermined by the length of the approach. The extension can thus be adapted to the location and scope of the industrial robot. If processing is to be carried out in a cavity, for example in a container, with a gripper, a tool or a machine part arranged on the carrier element, then the approach can be adapted in particular with respect to its length to this place of use and the field of application. The adaptation is also possible with regard to the outer shape of the approach.

Da der Ansatz des Trägerelements in die der Roboterbasis entgegen gesetzte Richtung über die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene übersteht, beeinflusst die Verlängerung des Trägerelements den Bewegungsumfang des Trägerelements in Richtung der z-Achse. Ein an dem Trägerelement angeordneter Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenteil kann um eine der Länge des Ansatzes entsprechende Strecke weiter von der Roboterbasis entfernt positioniert werden als bei einem bekannten Industrieroboter. Damit wird der Bereich, innerhalb dem ein an dem Trägerelement angeordneter Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenteil in Richtung der z-Achse bewegt werden kann, vergrößert.Since the projection of the support member in the direction opposite to the robot base over the forearm support member axis of rotation plane protrudes, the extension of the support member affects the movement circumference of the support member in the direction of the z-axis. A gripper, a tool or a machine part arranged on the carrier element can be positioned farther away from the robot base by a distance corresponding to the length of the lug than in a known industrial robot. Thus, the range within which a gripper arranged on the carrier element, a tool or a machine part can be moved in the direction of the z-axis is increased.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Ansatz einen länglichen Hohlkörper. Der Ansatz kann insbesondere als Rohr ausgebildet sein. Der Hohlkörper hat den Vorteil, dass er ein geringes Gewicht und eine hohe Stabilität aufweist. Darüber hinaus kann der Hohlraum innerhalb des Hohlkörpers für die Anordnung von Versorgungsleitungen für den Greifer, das Werkzeug oder das Maschinenteil genutzt werden, welches an dem Trägerelement angeordnet ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the approach comprises an elongated hollow body. The approach can be designed in particular as a tube. The hollow body has the advantage that it has a low weight and high stability. In addition, the cavity can be used within the hollow body for the arrangement of supply lines for the gripper, the tool or the machine part, which is arranged on the carrier element.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Trägerelement-Kopplungsteil einen Flansch zum Anordnen eines Greifers, eines Werkzeugs oder eines Maschinenteils. Der Flansch kann auch als Werkzeugflansch bezeichnet werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the carrier element coupling part comprises a flange for arranging a gripper, a tool or a machine part. The flange can also be referred to as a tool flange.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Industrieroboter mit einem zwischen der Roboterbasis und dem Trägerelement beweglich angeordneten Teleskop ausgestattet. Das Teleskop ist dabei mit einem Ende beweglich an der Roboterbasis und mit dem anderen Ende beweglich an dem Trägerelement aufgenommen. Dabei bildet das Teleskop beispielsweise eine vierte Achse zur Übertragung eines Drehmoments eines an der Roboterbasis angeordneten zusätzlichen Antriebs auf einen an dem Trägerelement angeordneten Greifer, ein Werkzeug oder Maschinenelement. Alternativ oder kumulativ bildet das Teleskop einen Hohlkörper, der Versorgungsleitungen eines an dem Trägerelement angeordneten Greifers, Werkzeugs oder Maschinenteils. Dabei ist das Teleskop mit seinem der Roboterbasis abgewandten Ende über ein Gelenk mit mehreren Freiheitsgraden an dem Trägerelement beweglich aufgenommen. Das Gelenk ist zumindest teilweise in dem Ansatz des Trägerelements angeordnet. Im Unterschied dazu befindet sich bei bekannten Industrierobotern mit Parallelkinematik und Teleskopachse als vierte Achse das Gelenk, mit welchem das Teleskop an dem Trägerelement aufgenommen ist, stets zwischen der Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene und der Roboterbasis. Der erfindungsgemäße Industrieroboter weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das Gelenk in dem Ansatz am Trägerelement aufgenommen ist und damit in größerer Entfernung zur Roboterbasis positioniert ist als bei bekannten Industrierobotern. Dies wiederum hat zur Folge, dass das Teleskop des erfindungsgemäßen Industrieroboters länger ist als bei bekannten Industrierobotern und damit einen größeren z-Hub ermöglicht.According to a further advantageous embodiment of the invention, the industrial robot is equipped with a movably arranged between the robot base and the support member telescope. The telescope is movable with one end on the robot base and the other end movably received on the support element. In this case, the telescope forms, for example, a fourth axis for transmitting a torque of an additional drive arranged on the robot base to a gripper arranged on the carrier element, a tool or a machine element. Alternatively or cumulatively, the telescope forms a hollow body, the supply lines of a arranged on the support member gripper, tool or machine part. In this case, the telescope, with its end facing away from the robot base, is movably received on the carrier element via a joint with a plurality of degrees of freedom. The joint is at least partially disposed in the neck of the support member. In contrast, in known industrial robots with parallel kinematics and telescopic axis as the fourth axis, the joint with which the telescope is received on the support member, always between the forearm support member axis of rotation plane and the robot base. In contrast, the industrial robot according to the invention has the advantage that the joint is received in the approach to the support element and thus positioned at a greater distance to the robot base than in known industrial robots. This in turn has the consequence that the telescope of the industrial robot according to the invention is longer than in known industrial robots and thus allows a larger z-stroke.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gelenk ein Zentrum auf, welches auf der der Roboterbasis abgewandten Seite der Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene angeordnet ist. Handelt es sich bei dem Gelenk beispielsweise um ein Kardangelenk, so ist das Zentrum des Gelenks der Schnittpunkt der sich kreuzenden Achsen des Kardangelenks.According to a further advantageous embodiment of the invention, the joint has a center, which is arranged on the side facing away from the robot base side of the forearm support element axis of rotation plane. For example, if the joint is a universal joint, the center of the joint is the intersection of the crossing axes of the universal joint.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Ansatz eine gegenüber dem Ansatz drehbare Welle angeordnet. Dabei ist das eine Ende der Welle mit dem Gelenk verbunden, mit welchem das Teleskop an dem Trägerelement aufgenommen ist. Das andere Ende der Welle ist an dem Trägerelement-Kopplungsteil drehbar aufgenommen oder mit diesem verbunden. Damit wird ein Drehmoment von dem als Teleskopachse ausgebildeten Teleskop auf die Welle übertragen und von der Welle auf einen an dem Trägerelement-Kopplungsteil angeordneten Greifer, ein Werkzeug oder ein Maschinenteil.According to a further advantageous embodiment of the invention, a shaft rotatable relative to the approach is arranged in the approach. In this case, one end of the shaft is connected to the joint, with which the telescope is accommodated on the carrier element. The other end of the shaft is rotatably received or connected to the support member coupling member. This is a torque of the telescopic axis trained telescope transmitted to the shaft and from the shaft to a arranged on the carrier element coupling part gripper, a tool or a machine part.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Welle in dem Ansatz gegen ein Verkippen abgestützt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Welle stets ihre Ausrichtung in dem Ansatz beibehält, auch wenn das Trägerelement durch die Betätigungseinheiten im Raum bewegt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, the shaft is supported in the approach against tilting. This ensures that the shaft always maintains its alignment in the lug, even when the carrier element is moved by the operating units in the room.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Welle in dem Ansatz zentriert.According to a further advantageous embodiment of the invention, the shaft is centered in the approach.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Welle innen hohl. Dies hat den Vorteil, dass die Welle bei geringem Gewicht eine hohe Stabilität aufweist. Ferner kann die Welle in ihrem Hohlraum Versorgungsleitungen eines an dem Trägerelement angeordneten Greifers, eines Werkzeugs oder eines Maschinenteils aufnehmen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the shaft is hollow inside. This has the advantage that the shaft has high stability with low weight. Furthermore, the shaft can receive in its cavity supply lines of a carrier arranged on the gripper, a tool or a machine part.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the following description, the drawing and the claims can be removed.

Figurenlistelist of figures

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1 Industrieroboter mit Parallelkinematik in Seitenansicht,
2 Trägerelement des Industrieroboters gemäß 1 in Seitenansicht,
3 Schnitt durch das Trägerelement gemäß 2,
4 Trägerelement gemäß 2 beim Absetzen eines Gegenstandes in einem Behälter,
5 Trägerelement eines aus dem Stand der Technik bekannten Industrieroboters beim Absetzen eines Gegenstandes in einem Behälter.

In the drawing, an embodiment of the invention is shown and described in more detail below. Show it:

1 Industrial robot with parallel kinematics in side view,
2 Carrier element of the industrial robot according to 1 in side view,
3 Section through the support element according to 2 .
4 Carrier element according to 2 when placing an article in a container,
5 Carrier element of an industrial robot known from the prior art when depositing an article in a container.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In den 1 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Industrieroboters 1 mit Parallelkinematik nach dem Delta-Prinzip mit einer Roboterbasis 2, einem Trägerelement 3 und drei als Steuerarme ausgebildeten Betätigungseinheiten dargestellt. Von den drei Betätigungseinheiten sind in der Zeichnung nur die beiden Betätigungseinheiten 4 und 4a erkennbar. Die dritte Betätigungseinheit ist durch ein Teleskop 10 verdeckt. An dem Trägerelement 3 ist ein als Sauggreifer ausgebildeter Greifer 13 angeordnet. Jede der drei Betätigungseinheiten 3 weist einen Antrieb, einen Oberarm und einen Unterarm auf. In 1 sind bei der Betätigungseinheit mit der Bezugszahl 4 der Antrieb 5, der Oberarm 6 und der Unterarm 7 erkennbar. Bei der Betätigungseinheit mit der Bezugszahl 4a sind der Oberarm 6a und der Unterarm 7a erkennbar. Alle drei Betätigungseinheiten sind prinzipiell gleich aufgebaut. Im Folgenden ist die erste Betätigungseinheit 4 stellvertretend für alle drei Betätigungseinheiten erläutert. Der Antrieb 5 ist an der Roboterbasis 2 ortsfest angeordnet. Er erzeugt ein Drehmoment um eine Antriebachse. Der Oberarm 6 ist an die Antriebsachse gekoppelt.In the 1 to 4 is an embodiment of an industrial robot 1 with parallel kinematics according to the delta principle with a robot base 2 , a support element 3 and three operating units designed as control arms. Of the three operating units are in the drawing, only the two actuators 4 and 4a recognizable. The third operating unit is through a telescope 10 covered. On the support element 3 is a gripper designed as a suction gripper 13 arranged. Each of the three operating units 3 has a drive, an upper arm and a forearm. In 1 are at the actuator unit with the reference number 4 the drive 5 , the upper arm 6 and the forearm 7 recognizable. For the actuator with the reference number 4a are the upper arm 6a and the forearm 7a recognizable. All three actuators are basically the same structure. The following is the first operating unit 4 explained as representative of all three operating units. The drive 5 is at the robot base 2 fixedly arranged. It generates a torque around a drive axle. The upper arm 6 is coupled to the drive axle.

Der Oberarm 6 ist als länglicher einarmiger Hebel ausgebildet, der durch den Antrieb 5 um die Antriebsachse zur Rotation angetrieben wird. An seinem der Antriebsachse abgewandten Ende ist der Oberarm 6 beweglich mit dem Unterarm 7 verbunden. Der Unterarm 7 weist zwei parallel verlaufende Stangen 8 und 9 auf. Die beiden Stangen 8 und 9 des Unterarms 7 sind an ihrem dem Oberarm 6 abgewandten Ende beweglich mit dem Trägerelement 3 verbunden.The upper arm 6 is designed as an elongated one-armed lever by the drive 5 is driven for rotation about the drive axle. At its end facing away from the drive axle is the upper arm 6 movable with the forearm 7 connected. Forearm 7 has two parallel bars 8th and 9 on. The two bars 8th and 9 of the forearm 7 are at her upper arm 6 remote end movable with the carrier element 3 connected.

An der Roboterbasis 2 ist ein vierter Antrieb 11 angeordnet, der ein Drehmoment auf ein Teleskop 10 überträgt, welches eine als Teleskopachse ausgebildete vierte Achse bildet.At the robot base 2 is a fourth drive 11 arranged, which puts a torque on a telescope 10 transmits, which forms a trained as a telescopic axis fourth axis.

In 2 ist die Unterarm-Trägerelement-Drehachse 14 dargestellt, um welche die beiden Stangen 8, 9 des Unterarms 7 gemeinsam relativ zum Trägerelement 3 drehbar sind. Die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen aller drei Betätigungseinheiten des Industrieroboters verlaufen in einer gemeinsamen Ebene, der Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene 17, welche in 3 dargestellt ist. Um der Bewegung des Trägerelements folgen zu können, sind die beiden Stangen 8, 9 des Unterarms 7 darüber hinaus über Kipp-Achsen 15, 16 beweglich an dem Trägerelement aufgenommen.In 2 is the forearm support element rotation axis 14 represented around which the two rods 8th . 9 of the forearm 7 together relative to the carrier element 3 are rotatable. The forearm support member pivot axes of all three actuator units of the industrial robot extend in a common plane, the forearm support member pivot axis plane 17 , what a 3 is shown. In order to follow the movement of the support member, the two rods 8th . 9 of the forearm 7 beyond tilting axles 15 . 16 movably received on the support element.

Das Trägerelement 3 ist mit einem Ansatz 12 ausgestattet, der über die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene 17 in die der Roboterbasis 2 abgewandte Richtung vorsteht. Bei dem Ausführungsbeispiel befindet sich die Roboterbasis 2 oberhalb des Trägerelements 3. Der Ansatz 12 des Trägerelements steht damit nach unten über die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene 17 über und verlängert damit das Trägerelement nach unten. An dem Ansatz 12 ist über ein Trägerelement-Kopplungsteil 22 ein Sauggreifer 13 angeordnet. Das Trägerelement-Kopplungsteil 22 ist in 3 erkennbar.The carrier element 3 is with an approach 12 fitted over the forearm support element pivot axis plane 17 into the robot base 2 projecting away direction. In the embodiment, the robot base is located 2 above the support element 3 , The approach 12 the support member is thus down over the forearm support member axis of rotation plane 17 over and thus extended the support element down. At the approach 12 is via a carrier element coupling part 22 a suction pad 13 arranged. The carrier element coupling part 22 is in 3 recognizable.

In 3 ist das Trägerelement 3 im Längsschnitt dargestellt. In dieser Darstellung ist das mit mehreren Freiheitsgraden ausgestattete Gelenk 19 erkennbar, mit dem das Teleskop 10 beweglich an dem Trägerelement 3 aufgenommen ist. Bei dem Gelenk 19 handelt es sich um ein Kardangelenk mit zwei sich kreuzenden Achsen. Das durch die beiden kreuzenden Achsen gebildete Zentrum 20 des Gelenks 19 befindet sich unterhalb der Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene 17. Das Gelenk 19 ist in dem Ansatz 12 teilweise aufgenommen.In 3 is the carrier element 3 shown in longitudinal section. In this illustration, the joint is equipped with several degrees of freedom 19 recognizable with which the telescope 10 movable on the support element 3 is included. In which joint 19 it is a cardan joint with two intersecting axes. The center formed by the two crossing axes 20 of the joint 19 located below the forearm support element pivot axis plane 17 , The joint 19 is in the approach 12 partially recorded.

Das Trägerelement 3 umfasst einen Abschnitt 18 mit Aufnahmen für die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen der drei Betätigungseinheiten. An diesen Abschnitt 18 schließt sich nach unten in die der Roboterbasis 2 abgewandte Richtung der Ansatz 12 an. Dieser ist als länglicher Hohlkörper in Form eines Rohrs ausgebildet. In dem Ansatz 12 ist eine Welle 21 drehbar angeordnet. Die Welle 21 ist mit ihrem oberen Ende mit dem Gelenk 19 und mit ihrem unteren Ende mit dem Trägerelement-Kopplungsteil 22 verbunden. Über die Abstützung 23 ist die Welle 21 in dem Ansatz 12 gegen Verkippen geschützt. Über die Welle 21 wird ein Drehmoment des Teleskops 10 auf das Trägerelement-Kopplungsteil 22 übertragen.The carrier element 3 includes a section 18 with receptacles for the forearm support element axes of rotation of the three actuation units. At this section 18 closes down into the robot base 2 opposite direction of the approach 12 on. This is designed as an elongated hollow body in the form of a tube. In the approach 12 is a wave 21 rotatably arranged. The wave 21 is with its upper end with the joint 19 and with its lower end to the carrier element coupling part 22 connected. About the support 23 is the wave 21 in the approach 12 protected against tilting. About the wave 21 becomes a torque of the telescope 10 on the carrier element coupling part 22 transfer.

In 4 ist dargestellt, wie der Industrieroboter 1 einen Gegenstand 24 mit dem Sauggreifer 13 in einem Behälter 25 absetzt. Die Darstellung zeigt, dass der Sauggreifer 13 dank des Ansatzes 12 an dem Trägerelement 3 den Gegenstand 24 in unmittelbarer Nähe zu einer seitlichen Wand des Behälters 25 positionieren kann.In 4 is shown as the industrial robot 1 an object 24 with the suction pad 13 in a container 25 settles. The illustration shows that the suction pad 13 thanks to the approach 12 on the carrier element 3 the object 24 in close proximity to a side wall of the container 25 can position.

Im Vergleich dazu zeigt 5 einen nicht erfindungsgemäßen Industrieroboter 100, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Industrieroboter 100 weist eine in der Zeichnung nicht erkennbare Roboterbasis, drei Betätigungseinheiten mit Oberarmen und Unterarmen, ein Trägerelement 103 mit einem Sauggreifer 113 und ein Teleskop 110 auf. Von einem der Unterarme sind die beiden Stangen 108, 109 erkennbar. Das Zentrum eines Gelenks 119, mit dem das Teleskop 110 beweglich an dem Trägerelement 103 aufgenommen ist, befindet sich oberhalb des Trägerelements und oberhalb einer Ebene 117, in welcher die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen verlaufen. Der Sauggreifer 113 ist an der nach unten weisenden Seite des Trägerelements 113 angeordnet. Die Darstellung zeigt, dass ein Gegenstand 24 mit einem derartigen Industrieroboter 100 nicht in dem Behälter 25 an der gekennzeichneten Position abgesetzt werden kann, da die Unterarme des Industrieroboters mit den seitlichen Wänden des Behälters 25 kollidieren. Um den Gegenstand 24 positionieren zu können, müsste der Behälter 25 seitlich einen Ausschnitt für den Unterarm 107a aufweisen.In comparison shows 5 a non-inventive industrial robot 100 as known in the art. The industrial robot 100 has a not recognizable in the drawing robot base, three actuator units with upper arms and forearms, a support element 103 with a suction pad 113 and a telescope 110 on. From one of the forearms are the two rods 108 . 109 recognizable. The center of a joint 119 with which the telescope 110 movable on the support element 103 is located above the support member and above a plane 117 in which the lower arm support member axes of rotation extend. The suction pad 113 is on the downwardly facing side of the support element 113 arranged. The illustration shows that an object 24 with such an industrial robot 100 not in the container 25 can be discontinued at the designated position, since the lower arms of the industrial robot with the side walls of the container 25 collide. To the object 24 To be able to position, the container would have to 25 laterally a cutout for the forearm 107a respectively.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features of the invention may be essential to the invention both individually and in any combination with each other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Industrieroboterindustrial robots
22: Roboterbasisrobot base
33: Trägerelementsupport element
44: Betätigungseinheitoperating unit
4a4a: Betätigungseinheitoperating unit
55: Antriebdrive
66: Oberarmupper arm
6a6a: Oberarmupper arm
77: Unterarmforearm
7a7a: Unterarmforearm
88th: Stangepole
99: Stangepole
1010: Teleskoptelescope
1111: Antriebdrive
1212: Ansatzapproach
1313: SauggreiferSuction pads
1414: Unterarm-Trägerelement-DrehachseForearm support element axis of rotation
1515: Kipp-AchseTilt axis
1616: Kipp-AchseTilt axis
1717: Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-EbeneForearm support element rotational axis level
1818: Abschnitt des TrägerelementsSection of the support element
1919: Gelenkjoint
2020: Zentrum des GelenksCenter of the joint
2121: Wellewave
2222: Trägerelement-KopplungsteilCarrier element coupling part
2323: Abstützungsupport
2424: Gegenstandobject
2525: Behältercontainer
100100: Industrieroboterindustrial robots
103103: Trägerelementsupport element
107a107a: Unterarmforearm
108108: Stangepole
109109: Stangepole
110110: Teleskoptelescope
113113: SauggreiferSuction pads
117117: Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-EbeneForearm support element rotational axis level
119119: Gelenkjoint

Claims

Industrieroboter mit Parallelkinematik mit einer Roboterbasis (2), mit einem Trägerelement (3) und einem an dem Trägerelement angeordneten Trägerelement-Kopplungsteil (22), welches einen Greifer (13), ein Werkzeug oder ein Maschinenteil aufnimmt, mit mindestens zwei beweglichen Betätigungseinheiten (4, 4a), wobei jede Betätigungseinheit (4, 4a) einen an der Roboterbasis (2) angeordneten, ein Drehmoment um eine Antriebsachse erzeugenden Antrieb (5), einen an den Antrieb (5) gekoppelten Oberarm (6, 6a) und einen Unterarm (7, 7a) mit zwei parallelen Stangen (8, 9) umfasst, welche mit einem ersten Ende drehbar mit dem Oberarm (6, 6a) und mit einem zweiten Ende beweglich mit dem Trägerelement (3) verbunden sind, wobei die beiden Stangen (8, 9) des Unterarms (7, 7a) um eine gemeinsame Unterarm-Trägerelement-Drehachse (14) drehbar an dem Trägerelement (3) aufgenommen sind, wobei die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen (14) der Betätigungseinheiten (4, 4a) eine Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene (17) aufspannen, wobei das Trägerelement (3) einen Ansatz (12) aufweist, der über die Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene (17) in die der Roboterbasis (2) entgegengesetzte Richtung vorsteht, wobei das Trägerelement-Kopplungsteil (22) an dem der Roboterbasis (2) abgewandten Ende des Ansatzes (12) angeordnet ist.Industrial robot with parallel kinematics with a robot base (2), with a carrier element (3) and a carrier element coupling part (22) arranged on the carrier element and receiving a gripper (13), a tool or a machine part, with at least two movable actuating units (4, 4a), each actuator (4, 4a) arranged on the robot base (2), a torque about a drive axis generating drive (5) coupled to the drive (5) upper arm (6, 6a) and a lower arm (7, 7a) with two parallel rods (8, 9), which are pivotally connected at a first end to the upper arm (6, 6a) and at a second end to the support element (3), the two rods (8, 9) of Forearm (7, 7a) are rotatably received on the support element (3) about a common forearm support element rotation axis (14), wherein the forearm support member pivot axes (14) of the actuation units (4, 4a) span a forearm support member pivot axis plane (17), said support member (3) having a lug (12) projecting beyond said forearm support member pivot axis plane (17) in the direction opposite to said robotic base (2), wherein the carrier element coupling part (22) on the robot base (2) facing away from the end of the neck (12) is arranged.

Industrieroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (12) einen länglichen Hohlkörper umfasst.Industrial robots after Claim 1 , characterized in that the projection (12) comprises an elongated hollow body.

Industrieroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement-Kopplungsteil (22) einen Flansch umfasst.Industrial robots after Claim 1 or 2 , characterized in that the carrier element coupling part (22) comprises a flange.

Industrieroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem zwischen der Roboterbasis (2) und dem Trägerelement (3) beweglich angeordneten Teleskop (10) ausgestattet ist, dass das Teleskop (10) mit seinem der Roboterbasis (2) abgewandten Ende über ein Gelenk (19) mit mehreren Freiheitsgraden an dem Trägerelement (3) beweglich aufgenommen ist, und dass das Gelenk (19) zumindest teilweise in dem Ansatz (12) des Trägerelements (3) angeordnet ist.Industrial robot according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a between the robot base (2) and the support member (3) movably arranged telescope (10) that the telescope (10) facing away from the robot base (2) end is movably received on the carrier element (3) via a joint (19) having a plurality of degrees of freedom, and in that the joint (19) is arranged at least partially in the projection (12) of the carrier element (3).

Industrieroboter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (19) ein Zentrum (20) aufweist, welches auf der der Roboterbasis (2) abgewandten Seite der Unterarm-Trägerelement-Drehachsen-Ebene (17) angeordnet ist.Industrial robots after Claim 4 , characterized in that the hinge (19) has a center (20) which is arranged on the side remote from the robot base (2) of the forearm support element axis of rotation plane (17).

Industrieroboter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ansatz (12) eine gegenüber dem Ansatz (12) drehbare Welle (21) angeordnet ist, dass das eine Ende der Welle (21) mit dem Gelenk (19) verbunden ist und dass das andere Ende der Welle (21) an dem Trägerelement-Kopplungsteil (22) drehbar aufgenommen oder mit diesem verbunden ist.Industrial robots after Claim 4 or 5 , characterized in that in the projection (12) opposite to the projection (12) rotatable shaft (21) is arranged, that one end of the shaft (21) is connected to the joint (19) and that the other end of the shaft (21) is rotatably received or connected to the carrier element coupling part (22).

Industrieroboter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (21) in dem Ansatz (12) gegen ein Verkippen abgestützt ist.Industrial robots after Claim 6 , characterized in that the shaft (21) in the lug (12) is supported against tilting.

Industrieroboter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (21) in dem Ansatz (12) zentriert ist.Industrial robots after Claim 6 or 7 , characterized in that the shaft (21) is centered in the lug (12).

Industrieroboter nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (21) innen hohl ist.Industrial robots after Claim 6 . 7 or 8th , characterized in that the shaft (21) is hollow inside.