DE10246499A1 - Turning-arm robot for transporting objects has fourth drive wheel on outer end of second turning arm - Google Patents

Abstract

The robot has a third drive wheel (54) fixed to the end of the first turning arm (24) and a fourth drive wheel (56) on the outer end of the second turning arm (32) with its axis (58) parallel to the axes (e.g. 20) of the turning arms. The fourth drive wheel is fixed against rotation to a working apparatus (50) carried by the second turning arm. An endless belt (60) runs round the third and fourth drive wheels.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkarm-Roboter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a swivel arm robot according to the generic term of claim 1.

Die Erfindung betrifft im einzelnen einen Schwenkarm-Roboter

• – mit einem Antriebskopf,
• – einem durch den Antriebskopf schwenkbaren ersten Schwenkarm,
• – einem von dem Ende des ersten Schwenkarms ausgehenden, um dieses Ende in einer zu der Achse des ersten Schwenkarm parallele Achse schwenkbaren zweiten Schwenkarm,
• – einem feststehenden, die Achse des ersten Schwenkarms umgebenden ersten Antriebsrad,
• – einem mit dem zweiten Schwenkarm drehfest verbundenen, dessen Achse umgebenden zweiten Antriebsrad,
• – sowie einem endlosen Antriebsriemen, der das erste und das zweite Antriebsrad umgibt.

The invention relates in particular to a swivel arm robot

• - with a drive head,
• A first swivel arm which can be swiveled by the drive head,
• A second pivot arm extending from the end of the first pivot arm and pivotable about this end in an axis parallel to the axis of the first pivot arm,
• A fixed first drive wheel surrounding the axis of the first swivel arm,
• A second drive wheel, which is connected to the second swivel arm in a rotationally fixed manner and surrounds its axis,
• - And an endless drive belt that surrounds the first and second drive wheels.

Zum Stand der Technik gehört ein Roboter, der zwei erste Schwenkarme aufweist, die von einem gemeinsamen Antriebskopf ausgehen und spiegelsymmetrisch zueinander schwenkbar sind. Die beiden ersten Schwenkarme tragen an ihren freien Enden zweite Schwenkarme, die über einen Riementrieb aufgrund der Schwenkbewegung der ersten Schwenkarme in entgegengesetzter Drehrichtung zu diesen schwenkbar sind. Die beiden zweiten Schwenkarme tragen an ihren freien Enden gemeinsam eine Hubvorrichtung, etwa einen Saugheber, für den Transport von Gegenständen. Ein derartiger, auf dem Markt befindlicher Roboter ist in 1 dargestellt und wird später näher erläutert.The prior art includes a robot which has two first swivel arms which start from a common drive head and can be swiveled with respect to one another in mirror symmetry. The two first pivot arms have at their free ends second pivot arms which can be pivoted in the opposite direction of rotation by means of a belt drive due to the pivoting movement of the first pivot arms. At their free ends, the two second swivel arms jointly carry a lifting device, for example a suction lifter, for the transport of objects. Such a robot on the market is in 1 shown and will be explained in more detail later.

Mit der Hubvorrichtung sind die beiden zweiten Schwenkarme an ihren äußeren Enden in Drehgelenken verbunden.With the lifting device are the two second swivel arms at their outer ends connected in swivel joints.

Ein derartiger Roboter ist zum einen relativ aufwendig im Hinblick auf die Anzahl der benötigten Teile, ist aber im wesentlichen deshalb nachteilig, weil die beiden ersten Schwenkarme in entgegengesetzte Richtungen auseinanderschwenken und damit einen erheblichen Raumbedarf haben. Innerhalb komplizierierer Herstellungs- und Transporisysteme herrschen jedoch oft beengte Platzverhältnisse.One such robot is relatively complex in terms of the number of parts required, is essentially disadvantageous because the first two Swing the swivel arms apart in opposite directions and therefore have a considerable space requirement. Within complicators Manufacturing and transportation systems are often cramped Space.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv vereinfachten, raumsparend arbeitenden Roboter der eingangs genannten An zu schaffen.The invention is therefore the object based on a structurally simplified, space-saving working To create robots of the type mentioned at the beginning.

Diese Aufgabe wird bei einem Roboter der obigen Art dadurch gelöst,

• – daß ein am Ende des ersten Schwenkarmes koaxial zur Achse des zweiten Schwenkarmes fest mit dem Ende des ersten Schwenkarmes verbundenes dritten Antriebsrad vorgesehen ist,
• – daß sich am äußeren Ende des zweiten Schwenkarmes ein viertes Antriebsrad befindet, dessen Achse parallel zu den Achsen der Schwenkarme verläuft, welches vierie Antriebsrad drehfest mit einem durch den zweiten Schwenkarm getragenen Arbeitsgerät verbunden ist,
• – und daß das dritte und vierie Antriebsrad durch einen endlosen, die Antriebsräder umgebenden Riemen antriebsverbunden sind.

With a robot of the above type, this task is solved by

• That a third drive wheel is provided at the end of the first swivel arm coaxial with the axis of the second swivel arm and is firmly connected to the end of the first swivel arm,
• That a fourth drive wheel is located at the outer end of the second swivel arm, the axis of which runs parallel to the axes of the swivel arms, which fourth drive wheel is connected in a rotationally fixed manner to an implement carried by the second swivel arm,
• - And that the third and four drive wheels are drive-connected by an endless belt surrounding the drive wheels.

Vorzugsweise verhält sich der Umfang des zweiten Antriebsrades zum Umfang des ersten Antriebsrades wie 1:2, und das dritte Antriebsrad verhält sich im Umfang zum vierien Antriebsrad ebenfalls wie 1:2. In diesem Fall führi das Arbeitsgerät eine gerade, translatorische Bewegung im Raum durch, bei der das Arbeitsgerät seine Winkelstellung in bezug auf die Hochachse beibehält. Die durch das Arbeitsgerät aufgegriffene Gegenstände werden also im Raum seitlich versetzt, nicht aber gedreht. Bei anderen Übersetzungsverhältnissen zwischen den Antriebsrädern kann erreicht werden, daß das Arbeitsgerät und damit der transporiierie Gegenstand eine bestimmte Drehung durchführt. Dies kann für den weiteren Arbeitsablauf eines Werkstücks notwendig sein. Es kann auch erforderlich sein zum Herausnehmen eines Werkstücks aus einer Presse oder dergleichen oder zum Einbringen in eine weitere Presse.The circumference of the second preferably behaves Drive wheel to the circumference of the first drive wheel like 1: 2, and that third drive wheel behaves to the four-wheel drive also like 1: 2. In this case do that implement a straight, translational movement in space, in which the implement maintains its angular position with respect to the vertical axis. The picked up by the implement objects are thus laterally offset in the room, but not rotated. With other gear ratios between the drive wheels can be achieved that Work tool and so that the transporiierie object performs a certain rotation. This can for the further workflow of a workpiece may be necessary. It can also be required to take out a workpiece a press or the like or for insertion into another Press.

Das erste Antriebsrad und das dritte Antriebsrad sind feststehende Bauteile, also keine echten Räder, die sich um eine Achse drehen.The first drive wheel and the third Drive wheels are fixed components, so they are not real wheels turn around an axis.

Sie müssen auch keine volle Kreisfläche einnehmen, sondern nur in denjenigen Bereichen kreisbogenförmig ausgebildet sein, in denen der Antriebsriemen abgewälzt wird. Trotzdem soll hier der Einfachheit halber der Begriff der Antriebsräder verwendet werden.You don't have to take up a full circular area, but only be formed in a circular arc in those areas in which the drive belt is rolled becomes. Nevertheless, for the sake of simplicity, the concept of drive wheels be used.

Vorzugsweise ist das Arbeitsgerät ein Saugheber.The implement is preferably a suction lifter.

Der Antriebskopf der erfindungsgemäßen Schwenkarmanordnung kann seinerseits an einem Kreuzschlitten angebracht sein, der eine veriikale und eine horizontale Bewegung ermöglicht.The drive head of the swivel arm arrangement according to the invention can in turn be attached to a cross slide, the one vertical and horizontal movement.

Die Antriebsräder können Zahnräder für Ketten- oder Zahnriementriebe sein. Es kann sich auch um andere Zwangslauf-Antriebsmittel handeln.The drive wheels can be gear wheels for chain or toothed belt drives his. It can also be other forced drive means.

Dementsprechend können die als Riemen bezeichneten Antriebselemente gebildet werden durch Zahnriemen oder Ketten oder auch Reihen von Zahnrädern.Accordingly, those referred to as straps Drive elements are formed by toothed belts or chains or also rows of gears.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläuteri.The following are preferred embodiments the invention with reference to the accompanying drawings explained in more detail.

1 ist eine perspektivische Darstellung des herkömmlichen, sogenannten GI-Roboters; 1 is a perspective view of the conventional so-called GI robot;

2 ist eine entsprechende Darstellung eines erfindungsgemäßen Roboters; 2 is a corresponding representation of a robot according to the invention;

3 entspricht 2, zeigt den erfindungsgemäßen Roboter jedoch in Kombination mit einem Kreuzschlitten. 3 corresponds to 2 shows the robot according to the invention in combination with a cross slide.

Ein Roboter gemäß 1 ist an sich bekannt, so daß er hier nur in seinen Grundfunktionen erläutert werden soll. Der Antriebskopf 10 des Roboters ist an einem Veriikalschlitten 12 befestigt, der senkrecht verfahrbar an einem Horizontalschlitten 14 geführi ist. Der Horizontalschlitten 14 läuft auf einer waagerechten Führung 16.A robot according to 1 is known per se, so that it will be explained here only in its basic functions. The drive head 10 of the robo ters is on a vertical slide 12 attached, the vertically movable on a horizontal slide 14 is guided. The horizontal slide 14 runs on a horizontal guide 16 ,

An dem unteren Ende des Vertikalschlittens 12 ist eine kurze Traverse 18 befestigt, an deren beiden Enden sich Schwenkachsen 20,22 für erste Schwenkarme 24,26 befinden. Die Schwenkachsen 20,22 sind in der dargestellten Ausführungsform senkrecht angeordnet, obgleich die Vorrichtung an sich nicht richtungsabhängig ist. Die beiden Schwenkarme 24,26 sind somit in einer waagerechten Ebene schwenkbar. Ein nicht im einzelnen dargestelltes Getriebe zwischen dem Antriebskopf 10 und den Schwenkarmen 24,26 bewirkt, daß die Schwenkarme gegenläufig, gewissermaßen spiegelsymmetrisch zueinander geschwenkt werden können.At the lower end of the vertical slide 12 is a short traverse 18 attached, at both ends of pivot axes 20 . 22 for first swivel arms 24 . 26 are located. The swivel axes 20 . 22 are arranged vertically in the illustrated embodiment, although the device itself is not directional. The two swivel arms 24 . 26 can thus be swiveled in a horizontal plane. A transmission between the drive head, not shown in detail 10 and the swivel arms 24 . 26 causes the swivel arms can be swiveled in opposite directions, to a certain extent mirror-symmetrically to one another.

An den freien Enden der beiden ersten Schwenkarme 24,26 befinden sich in weiteren vertikalen Schwenkachsen 28, 30 schwenkbare zweite Schwenkarme 32,34.At the free ends of the first two swivel arms 24 . 26 are located in other vertical swivel axes 28 . 30 swiveling second swivel arms 32 . 34 ,

Koaxial zu den ersten Schwenkachsen 20, 22 oder Schwenkachsen der ersten Schwenkarme 24,26 sind erste Antriebsräder 36,38 vorgesehen. Diese Antriebsräder sind orisfest an der Traverse 18 angebracht.Coaxial to the first swivel axes 20 . 22 or swivel axes of the first swivel arms 24 . 26 are the first drive wheels 36 . 38 intended. These drive wheels are fixed to the traverse 18 appropriate.

An den freien Enden der ersten Schwenkarme 24,26 befinden sich zweite Antriebsräder 40,42. Diese Antriebsräder 40,42 sind drehfest mit den zweiten Schwenkarmen 32,34 verbunden. Die ersten Antriebsräder 36,38 und die zweiten Antriebsräder 40,42 werden jeweils umgeben durch Antriebsriemen 44,46. Die hier beschriebenen Antriebe können Zahnriementriebe, Keilriementriebe, Kettentriebe oder dergleichen sein.At the free ends of the first swivel arms 24 . 26 there are second drive wheels 40 . 42 , These drive wheels 40 . 42 are non-rotatable with the second swivel arms 32 . 34 connected. The first drive wheels 36 . 38 and the second drive wheels 40 . 42 are each surrounded by drive belts 44 . 46 , The drives described here can be toothed belt drives, V-belt drives, chain drives or the like.

Bei der dargestellten Ausführungsform haben die ersten Antriebsräder 36,38 gegenüber den zweiten Antriebsrädern 40,42 am Ende der ersten Schwenkarme 24,26 den doppelten Durchmesser bzw. die doppelte Zähnezahl.In the illustrated embodiment, the first drive wheels 36 . 38 opposite the second drive wheels 40, 42 at the end of the first swivel arms 24 . 26 double the diameter or double the number of teeth.

Auf diese Weise werden die zweiten Schwenkarme 32,34 im entgegengesetzten Drehsinn, aber mit gleichem Drehwinkel geschwenkt. Die freien Enden der zweiten Schwenkarme 32, 34 sind durch einen Brückenplatte 48 verbunden. An dieser Brückenplatte ist ein Sauggreifer 50 angebracht. Dieser Sauggreifer 50 wird in einer geraden Linie 52 translatorisch bewegt.In this way, the second swivel arms 32 . 34 rotated in the opposite direction, but pivoted at the same angle. The free ends of the second swivel arms 32 . 34 are through a bridge plate 48 connected. There is a suction cup on this bridge plate 50 appropriate. This suction pad 50 will be in a straight line 52 moved translationally.

Zur Durchführung der gewünschten Bewegung klappen die ersten Schwenkarme 24,26 vollständig auseinander, so daß relativ viel Bewegungsspielraum benötigt wird. Dieser Spielraum steht häufig in der industriellen Praxis nicht zur Verfügung. Die Erfindung führt daher zu einem Roboter, der einen geringeren Bewegungsspielraum benötigt und im übrigen mit geringerem Aufwand herstellbar ist.The first swivel arms fold to carry out the desired movement 24 . 26 completely apart, so that relatively much freedom of movement is required. This scope is often not available in industrial practice. The invention therefore leads to a robot that requires less freedom of movement and can also be produced with less effort.

2 ist eine perspektivische Darstellung des Roboters ohne dessen Verbindung mit einem Kreuzschlitten. Der Roboter gemäß 2 soll unter Bezugnahme auf die bereits in 1 verwendeten Bezugsziffern erläutert werden, soweit die vergleichbaren Teile einander vollständig entsprechen. 2 is a perspective view of the robot without connecting it to a cross slide. The robot according to 2 is to be described with reference to the 1 used reference numerals are explained as far as the comparable parts correspond completely to each other.

Der Antriebskopf 10 steht über eine nicht gezeigte, in 1 senkrecht verlaufende Achse mit einem ersten Schwenkarm 24 in Verbindung und schwenkt diesen um die erste senkrechte Schwenkachse 20.The drive head 10 stands above a not shown in 1 vertical axis with a first swivel arm 24 in connection and pivots it about the first vertical pivot axis 20 ,

Erfindungsgemäß ist nur ein erster Schwenkarm 24 vorgesehen, so daßinsoweit der bei der herkömmlichen Lösung vorgesehene Aufwand halbiert wird. Koaxial zu der ersten Schwenkachse 20 ist ein erstes Antriebsrad 36 vorgesehen, das, wie bei der bekannten Lösung feststehend ist.According to the invention, only a first swivel arm 24 provided so that the effort provided for in the conventional solution is halved. Coaxial to the first pivot axis 20 is a first drive wheel 36 provided that, as in the known solution, is fixed.

Am äußeren Ende des ersten Schwenkarmes 24 befindet sich eine zweite senkrechte Schwenkachse 22. Um diese Schwenkachse 22 ist ein zweiter Schwenkarm 32 schwenkbar. Auf dieser Schwenkachse sitzt fest ein zweites Antriebsrad 40, das zusammen mit dem zweiten Schwenkarm 32 drehbar ist, und um die beiden Antriebsräder 36,40 läuft ein Antriebsriemen 44 herum, der beispielsweise ein Zahnriemen oder ein Keilriemen sein kann.At the outer end of the first swivel arm 24 there is a second vertical swivel axis 22 , About this pivot axis 22 is a second swivel arm 32 pivotable. A second drive wheel sits firmly on this swivel axis 40 that together with the second swivel arm 32 is rotatable, and around the two drive wheels 36 . 40 a drive belt runs 44 around, which can be, for example, a toothed belt or a V-belt.

Aus 2 ist ersichtlich, das das erste Antriebsrad 36 erheblich größer als das zweite Antriebsrad 40 ist.Out 2 it can be seen that the first drive wheel 36 considerably larger than the second drive wheel 40 is.

In der Praxis hat das erste Antriebsrad 36 den doppelten Umfang wie das zweite Antriebsrad 40 oder, die doppelte Zähnezahl. Auf diese Weise wird erreicht, daß der erste Schwenkarm 24 und der zweite Schwenkarm 32 zwar in entgegengesetzter Schwenkrichtung, aber mit gleichem Schwenkwinkel geschwenkt werden.In practice, the first drive wheel 36 twice the circumference of the second drive wheel 40 or, double the number of teeth. In this way it is achieved that the first swivel arm 24 and the second swivel arm 32 although in the opposite pivot direction, but be pivoted with the same pivot angle.

In Abweichung von der bekannten Lösung ist auch erfindungsgemäß auf der zweiten Schwenkachse 22, beispielsweise an der Unterseite des ersten Schwenkarmes 24, ein drittes Antriebsrad 54 vorgesehen, das fest und nicht drehbar am freien Ende des ersten Schwenkarmes 24 sitzt.In deviation from the known solution, the second pivot axis is also according to the invention 22 , for example on the underside of the first swivel arm 24 , a third drive wheel 54 provided the fixed and not rotatable at the free end of the first swivel arm 24 sitting.

Ein weiteres Antriebsrad, hier als viertes Antriebsrad 56 bezeichnet, befindet sich am äußeren Ende des zweiten Schwenkarmes 32 in einer dritten senkrechten Schwenkachse 58. Das dritte und vierte Antriebsrad 54,56 werden von einem zweiten Antriebsriemen 60 umgeben. Die dritte Schwenkachse 58 ist drehfest mit dem Arbeitsgerät verbunden, das sich am äußeren Ende des zweiten Schwenkarmes befindet. Dieses Arbeitsgerät wird hier durch einen Sauggreifer 50 gebildet. Bei der dargestellten Konstruktion wird der Sauggreifer 50 stets entgegengesetzt zur Schwenkrichtung des zweiten Schwenkarmes 32 gedreht, so daß der Sauggreifer 50 eine rein latorische Bewegung im Raum ohne Drehung um die eigene Achse durchführt.Another drive wheel, here as the fourth drive wheel 56 is located at the outer end of the second swivel arm 32 in a third vertical pivot axis 58 , The third and fourth drive wheel 54 . 56 are driven by a second drive belt 60 surround. The third pivot axis 58 is rotatably connected to the implement, which is located at the outer end of the second swivel arm. This tool is here by a suction pad 50 educated. In the construction shown, the suction cup 50 always opposite to the swivel direction of the second swivel arm 32 rotated so that the suction pad 50 performs a purely latorial movement in space without rotating around its own axis.

In diesem Fall ist das Umfangsverhältnis zwischen dem dritten Antriebsrad und dem vierten Antriebsrad mit 1:2 errriittelt worden.In this case the circumferential ratio is between the third drive wheel and the fourth drive wheel with 1: 2 Service.

Der erfindungsgemäße Roboter erfordert somit nur einen ersten Schwenkarm 24 und einen zweiten Schwenkarm 32 mit den zugehörigen Antriebsrädern, Achsen und Antriebsriemen, während bei der bekannten Konstruktion erheblich mehr Teile notwendig sind.The robot according to the invention thus only requires a first swivel arm 24 and a second swivel arm 32 with the associated drive wheels, axles and drive belts, while at the known construction significantly more parts are necessary.

3 zeigt den Roboter gemäß 2 in Verbindung mit einem Kreuzschlitten, wie er bereits in 1 dargestellt worden ist. 3 shows the robot according to 2 in combination with a cross slide, as already mentioned in 1 has been shown.

Claims (1)

Schwenkarm-Roboter – mit einem Antriebskopf (10), – einem durch den Antriebskopf (10) schwenkbaren ersten Schwenkarm (24), – einem von dem Ende des ersten Schwenkarms (24) ausgehenden, um dieses Ende in einer zu der Achse (20) es ersten Schwenkarm (24) parallele Achse schwenkbaren zweiten Schwenkarm (32), – einem feststehenden, die Achse des ersten Schwenkarms (24) umgebenden ersten Antriebsrad (36), – einem mit dem zweiten Schwenkarm (32) drehfest verbundenen, dessen Achse umgebenden zweiten Antriebsrad (40), – sowie einem endlosen Antriebsriemen (44), der das erste und das zweite Antriebsrad umgibt, dadurch gekennzeichnet, – daß ein am Ende des ersten Schwenkarmes (24) koaxial zur Achse (28) des zweiten Schwenkarmes (32) fest mit dem Ende des ersten Schwenkarmes (24) verbundenes drittes Antriebsrad (54) vorgesehen ist, – daß sich am äußeren Ende des zweiten Schwenkarmes (32) ein viertes Antriebsrad (56) befindet, dessen Achse (58) parallel zu den Achsen (20,28) der Schwenkarme (24,32) verläuft, welches vierte Antriebsrad (56) drehfest mit einem durch den zweiten Schwenkarm (32) getragenen Arbeitsgerät (50) verbunden ist, – und daß das dritte und vierie Antriebsrad durch einen endlosen, die Antriebsräder umgebenden Riemen (60) verbunden sind.Swivel arm robot - with a drive head ( 10 ), - one through the drive head ( 10 ) swiveling first swivel arm ( 24 ), - one of the ends of the first swivel arm ( 24 ) outgoing to this end in one to the axis ( 20 ) first swivel arm ( 24 ) parallel axis swiveling second swivel arm ( 32 ), - a fixed axis of the first swivel arm ( 24 ) surrounding first drive wheel ( 36 ), - one with the second swivel arm ( 32 ) non-rotatably connected, the axis surrounding the second drive wheel ( 40 ), - and an endless drive belt ( 44 ), which surrounds the first and the second drive wheel, characterized in that - at the end of the first swivel arm ( 24 ) coaxial to the axis ( 28 ) of the second swivel arm ( 32 ) firmly with the end of the first swivel arm ( 24 ) connected third drive wheel ( 54 ) is provided - that at the outer end of the second swivel arm ( 32 ) a fourth drive wheel ( 56 ) whose axis ( 58 ) parallel to the axes ( 20 . 28 ) the swivel arms ( 24 . 32 ) runs, which fourth drive wheel ( 56 ) rotatably with a through the second swivel arm ( 32 ) worn implement ( 50 ) - and that the third and four drive wheels are connected by an endless belt surrounding the drive wheels ( 60 ) are connected.