DE19509050A1 - Industrial assembly or handling etc. robot - Google Patents
Industrial assembly or handling etc. robotInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines einfach aufgebauten und optimale rotatorische Bewegungen ermöglichenden Industrieroboters, welcher eine schlanke Bauform hat und keine außenliegenden, im Aktionsbereich des Roboters störenden Antriebs- und Versorgungsmittel zeigt.The invention aims to provide a simple structure and enable optimal rotary movements Industrial robot, which has a slim design and none external, disturbing in the action area of the robot Drive and supply means shows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.
Die sich darin anschließenden Unteransprüche beinhalten Gestaltungsmerkmale, welche vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Aufgabenlösung darstellen.The subsequent sub-claims contain them Design features, which are advantageous and beneficial Represent further training in task solving.
Der Roboter gemäß der Erfindung basiert auf einer Kinematik mit sechs rotatorischen Bewegungsachsen, die mit Servomotoren in Verbindung mit Getrieben und inkrementalen Meßgebern angetrieben werden und durch Endschalter begrenzt sind.The robot according to the invention is based on kinematics with six rotary axes of motion, those with servomotors in connection with gears and incremental encoders are driven and are limited by limit switches.
Der Roboter ist für die Montage-, Handhabungs- und Bearbeitungstechnik konzipiert. Er eignet sich aufgrund seiner Tragfähigkeit von 1,0 bis 2,5 kg und der Wiederholgenauigkeit von ca. ± 0,1 mm sowie seiner schlanken Bauform und des damit verbundenen geringen Platzbedarfs ideal für den Einsatz in der Industrie. Sein Arbeitsraum entspricht dem des menschlichen Armes.The robot is for assembly, handling and Machining technology designed. It is suitable because of its Load capacity from 1.0 to 2.5 kg and repeatability of approx. ± 0.1 mm as well as its slim design and thus associated small space requirements ideal for use in the Industry. His workspace corresponds to that of the human Poor.
Die Antriebe mit Getriebe, Meßgebern und Endschalter und die Zuführungen für Luft, Steuersignale und Leistung bis hin zur letzten Achse sind komplett im Innern des Roboters untergebracht. Dadurch erübrigen sich jegliche externe Verbindungsleitungen im Aktionsbereich des Roboters, wodurch Beeinträchtigungen oder Störungen im Aktionsbereich ausgeschlossen werden.The drives with gear, sensors and limit switches and Feeders for air, control signals and power up to last axis are completely inside the robot housed. This eliminates the need for any external Connection lines in the action area of the robot, whereby Impairments or disturbances in the action area be excluded.
Die 6-Achsen-Steuerung ermöglicht sowohl PTP- als auch Bahn- Bewegungen des Roboters mit entsprechenden Zusatzfunktionen (u. a. Verschleifen) und ist inklusive Achsregelung und Leistungselektronik komplett in einem äußerst kompakten Gehäuse untergebracht.The 6-axis control enables both PTP and rail Movements of the robot with corresponding additional functions (including smoothing) and includes axis control and Power electronics complete in an extremely compact Housing housed.
Die Programmierung des Roboters erfolgt über ein Programmierhandgerät oder über das Software-System. So können Roboterprogramme in höheren Programmiersprachen erstellt und in einer Simulationsbewegung auf Korrektheit überprüft werden. Die erstellten Roboterprogramme können komfortabel vom PC an die Steuerung übertragen und dort gestartet werden. Mit dem zugehörigen Programmiergerät können Bahnpunkte "nachgeteacht" und damit an die reale Roboterzelle angepaßt werden. Umfangreiche Upload/Download-Funktionen sind ebenfalls integriert.The robot is programmed using a Programming handheld device or via the software system. So can Robot programs created in higher programming languages and be checked for correctness in a simulation movement. The created robot programs can be conveniently operated from the PC transfer the control and start there. With the the associated programming device can be "re-taught" and thus be adapted to the real robot cell. Extensive upload / download functions are also integrated.
Anhand der Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:Based on the drawings, a Embodiment according to the invention explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines Industrieroboters in der Ausgangsstellung seiner übereinander angeordneten Dreh- und Schwenkabschnitte, Fig. 1 is a schematic front view of an industrial robot in the starting position of its superposed rotary and pivoting portions,
Fig. 2 eine Seitenansicht desselben Industrieroboters, Fig. 2 is a side view of the same industrial robot,
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch den Industrieroboter in der Ausgangsstellung seiner Dreh- und Schwenkabschnitte. Fig. 3 shows a vertical section through the industrial robot in the starting position of its rotating and pivoting sections.
Der Industrieroboter setzt sich aus mehreren übereinander angeordneten, um vertikale und horizontale Achsen (1-6) bewegbare Dreh- und Schwenkabschnitte (DA1-DA3 und SA1- SA3) zusammen, welche innenliegende Antriebe (7-12) mit Getriebe und Meßgeber sowie Endschalter für die einzelnen Schwenk- und Drehbewegungen und vom ersten bis zum letzten Dreh- und Schwenkabschnitt (DA1-DA3 und SA1 und SA3) innengeführte Steuerleitungen (13) aufweisen.The industrial robot is made up of several rotating and swiveling sections (DA1-DA3 and SA1-SA3), which are arranged one above the other and can be moved about vertical and horizontal axes ( 1-6 ), which internal drives ( 7-12 ) with gearbox and encoder as well as limit switches for the individual swiveling and rotating movements and from the first to the last rotating and swiveling section (DA1-DA3 and SA1 and SA3) have internal control lines ( 13 ).
Der Industrieroboter hat in bevorzugter Ausführung sechs Bewegungsachsen (1-6), welche aus drei vertikalen Achsen (1-3) und drei horizontalen Achsen (4-6) bestehen.In a preferred embodiment, the industrial robot has six movement axes ( 1-6 ), which consist of three vertical axes ( 1-3 ) and three horizontal axes ( 4-6 ).
Die Dreh- und Schwenkabschnitte (DA1-3, SA1-3) sind um ihre Achse (1-6) in einem begrenzten Drehwinkel, der größer als 180° ist, zu beiden Seiten dreh- und schwenkbar.The rotating and swiveling sections (DA1-3, SA1-3) can be rotated and swiveled on both sides about their axis ( 1-6 ) at a limited angle of rotation, which is greater than 180 °.
Dabei ist der Drehabschnitt (DA1) um ca. 240°, der Drehabschnitt (DA2) um ca. 210° und der Drehabschnitt (DA3) um ca. 290° hin- und herdrehbar und der Schwenkabschnitt (SA1) um ca. 260°, der Schwenkabschnitt (SA2) um ca. 270° und der Schwenkabschnitt (SA3) um ca. 280° hin- und herschwenkbar ausgeführt.The turning section (DA1) is approx. 240 °, the Rotation section (DA2) by approx. 210 ° and the rotation section (DA3) can be rotated back and forth by approx. 290 ° and the swivel section (SA1) by approx. 260 °, the swivel section (SA2) by approx. 270 ° and the swivel section (SA3) can be swiveled back and forth by approx. 280 ° executed.
Der Industrieroboter weist von unten nach oben einen ersten vertikalen, in einer Grundsäule (14) angeordneten vertikalen Drehabschnitt (DA1), einen davon getragenen, ersten horizontalen Schwenkabschnitt (SA1), einen darauf unter Zwischenschaltung eines Tragstutzens (15) abgestützten zweiten horizontalen Schwenkabschnitt (SA2), einen darauf gelagerten, zweiten vertikalen Drehabschnitt (DA2), einen davon getragenen, dritten horizontalen Schwenkabschnitt (SA3) und einen darauf angeordneten, dritten vertikalen Drehabschnitt (DA3) mit Roboterhand (16) auf.The industrial robot has, from bottom to top, a first vertical rotary section (DA1) arranged in a base column ( 14 ), a first horizontal swivel section (SA1) carried by it, and a second horizontal swivel section (SA2) supported thereon with the interposition of a support piece ( 15 ) ), a second vertical swivel section (DA2) mounted thereon, a third horizontal swivel section (SA3) carried by it and a third vertical swivel section (DA3) with a robot hand ( 16 ) arranged thereon.
Alle sechs Dreh- und Schwenkabschnitte (DA1-DA3 und SA1 bis SA3) und der zwischengesetzte Tragstutzen (15) sind in der Ausgangsstellung auf einer gemeinsamen Vertikalachse (VA) angeordnet (Fig. 1).All six turning and swiveling sections (DA1-DA3 and SA1 to SA3) and the intermediate support neck ( 15 ) are arranged in the starting position on a common vertical axis (VA) ( Fig. 1).
Der Antrieb (7-12) mit Getriebe aller Dreh- und Schwenkabschnitte (DA1-3 und SA1-3) ist koaxial in einer Hülse in Form einer bewegbaren Drehhülse (17, 18, 19, 20, 21) bzw. einer feststehenden Lagerhülse (22) angeordnet.The drive ( 7-12 ) with gearbox of all rotating and swiveling sections (DA1-3 and SA1-3) is coaxial in a sleeve in the form of a movable rotating sleeve ( 17 , 18 , 19 , 20 , 21 ) or a fixed bearing sleeve ( 22 ) arranged.
Die Drehhülse (18, 19, 21) mit innenliegendem Antrieb (8, 9, 11) mit Getriebe der Schwenkabschnitte (SA1-SA3) ist zwischen zwei Flanschen (23, 24) um Drehlager (25, 26) horizontal drehbar gelagert.The rotating sleeve ( 18 , 19 , 21 ) with internal drive ( 8 , 9 , 11 ) with gear of the swivel sections (SA1-SA3) is horizontally rotatably supported between two flanges ( 23 , 24 ) around rotary bearings ( 25 , 26 ).
Die Drehhülse (17) mit innenliegendem Antrieb (7) mit Getriebe des untersten ersten Drehabschnittes (DA1) ist in der Grundsäule (14) auf einem Flansch (27) abgestützt und in Drehlagern (28, 29) vertikal drehbar gelagert und am oberen Ende über eine Verbindungsbuchse (30) mit einer Flanschverbindung (31) des darüber angeordneten, ersten Schwenkabschnittes (SA1) verdrehfest verbunden, so daß bei Drehen der Drehhülse (17) der Schwenkabschnitt (SA1) mit um die vertikale Achse (1) verdreht wird.The rotary sleeve ( 17 ) with internal drive ( 7 ) with gear of the lowest first rotary section (DA1) is supported in the base column ( 14 ) on a flange ( 27 ) and is rotatably supported vertically in rotary bearings ( 28 , 29 ) and at the upper end a connecting bush ( 30 ) is connected to a flange connection ( 31 ) of the first swivel section (SA1) arranged above it, so that when the rotating sleeve ( 17 ) is rotated, the swivel section (SA1) is also rotated about the vertical axis ( 1 ).
Die Drehhülse (18) des ersten Schwenkabschnittes (SA1) hat außen eine feste Aufnahmebuchse (32), in der der mit einer Flanschverbindung (31) des zweiten Schwenkabschnittes (SA2) fest verbundene Tragstutzen (15) festgelegt ist, wodurch der zweite Schwenkabschnitt (SA2) mit dem ersten Schwenkabschnitt (SA1) zwangsläufig um die vertikale Achse (1) verdreht und um die horizontale Achse (4) verschwenkt wird.The rotating sleeve ( 18 ) of the first swivel section (SA1) has a fixed receptacle ( 32 ) on the outside, in which the support socket ( 15 ) fixedly connected to a flange connection ( 31 ) of the second swivel section (SA2) is fixed, whereby the second swivel section (SA2 ) with the first swivel section (SA1) is inevitably rotated about the vertical axis ( 1 ) and swiveled about the horizontal axis ( 4 ).
An der Drehhülse (19) des zweiten Schwenkabschnittes (SA2) ist außen eine Aufnahmebuchse (33) befestigt, in der eine den Antrieb (10) mit Getriebe des zweiten Drehabschnittes (DA2) in sich aufnehmende Lagerhülse (34) festgelegt ist, um die der zweite Drehabschnitt (DA2) mit seiner Drehhülse (20) drehbar lagert; diese Drehhülse (20) wird vom verdrehfest in der Lagerhülse (34) gehaltenen Antrieb (10) durch seine Antriebswelle (10a) verdreht und diese Drehhülse (20) ist mit einer Flanschverbindung (31) des dritten Schwenkabschnittes (SA3) verdrehfest verbunden, so daß der dritte Schwenkabschnitt (SA3) mit um die vertikale Achse (2) verdreht wird.On the rotating sleeve ( 19 ) of the second pivoting section (SA2), a receptacle ( 33 ) is fastened on the outside, in which a bearing sleeve ( 34 ) receiving the drive ( 10 ) with gear of the second rotating section (DA2) is fixed, around which the second rotary section (DA2) with its rotating sleeve ( 20 ) rotatably mounted; this rotating sleeve ( 20 ) is rotated by the drive ( 10 ) held in the bearing sleeve ( 34 ) in a manner fixed against relative rotation by its drive shaft ( 10 a), and this rotating sleeve ( 20 ) is connected to a flange connection ( 31 ) of the third pivoting section (SA3) so that it cannot rotate that the third pivot section (SA3) is rotated with about the vertical axis ( 2 ).
An der Drehhülse (21) des dritten Schwenkabschnittes (SA3) ist außen eine Aufnahmebuchse (35) befestigt, in der die den Antrieb (12) mit Getriebe in sich aufnehmende Lagerhülse (22) festgelegt ist; auf der Antriebs-Drehachse (12a) sitzt außerhalb der Lagerhülse (22) ein Drehteil (36) mit Roboterhand (16) des dritten Drehabschnittes (DA3) und dieses Drehteil (36) wird durch die Achse (12a) des feststehenden Antriebes (12) verdreht.On the rotary sleeve ( 21 ) of the third swivel section (SA3), a receptacle ( 35 ) is fastened on the outside, in which the bearing sleeve ( 22 ) receiving the drive ( 12 ) with gear is fixed; on the drive axis of rotation ( 12 a) sits outside the bearing sleeve ( 22 ) a rotating part ( 36 ) with a robotic hand ( 16 ) of the third rotary section (DA3) and this rotating part ( 36 ) is by the axis ( 12 a) of the fixed drive ( 12 ) twisted.
Die Drehhülsen (17, 18, 19, 20, 21), die Lagerhülsen (22, 34), die Aufnahmebuchsen (35, 33, 32), der Tragstutzen (15), die Verbindungsbuchse (30) bilden mit teilringförmigen Durchbrüchen (37) in den Flanschverbindungen (31) vom obersten Drehabschnitt (DA3) bis in den untersten Drehabschnitt (DA1) einen durchgehenden Aufnahmekanal für die innengeführten Steuerleitungen (13), welche dann durch einen Durchbruch (38) aus der Grundsäule (14) herausgeführt sind.The rotating sleeves ( 17 , 18 , 19 , 20 , 21 ), the bearing sleeves ( 22 , 34 ), the receiving bushes ( 35 , 33 , 32 ), the support socket ( 15 ), the connecting bush ( 30 ) form with partially annular openings ( 37 ). in the flange connections ( 31 ) from the top rotating section (DA3) to the bottom rotating section (DA1) a continuous receiving channel for the internal control lines ( 13 ), which are then led out of the basic pillar ( 14 ) through an opening ( 38 ).
Die Grundsäule (14) ist mit einem Standfuß (39) zur Festlegung auf einer Standfläche ausgestattet oder auf einem fahrbaren Fußteil gelagert.The base pillar ( 14 ) is equipped with a base ( 39 ) for fixing on a base or is mounted on a movable base.
Die tragenden Bauteile des Industrieroboters bestehen aus einer Aluminiumlegierung.The load-bearing components of the industrial robot consist of an aluminum alloy.
In jedem Dreh- und Schwenkabschnitt (DA1-DA3/SA1-SA3) ist den Bewegungsachsen (1-6) ein Endschalter (40) und ein berührungsloser Referenzschalter (41) und eine Schaltfahne (42) zugeordnet, welche einerseits den Referenzschalter (41) und andererseits den Endschalter (40) in beiden Dreh- und Schwenkrichtungen schaltet.In each rotating and swiveling section (DA1-DA3 / SA1-SA3), the movement axes ( 1-6 ) are assigned a limit switch ( 40 ) and a non-contact reference switch ( 41 ) and a switching flag ( 42 ), which on the one hand the reference switch ( 41 ) and on the other hand switches the limit switch ( 40 ) in both directions of rotation and pivoting.
Die an die Antriebe (7-12) und Schalter (40-41) sowie Schaltfahnen (42) angeschlossenen Steuerleitungen (13) werden in den vertikalen Drehabschnitten (DA1-DA3) neben den Antrieben (7, 10, 12) geradlinig vertikal und in den horizontalen Schwenkabschnitten (SA1-SA3) U-förmig um die Antriebe (8, 9, 11) und gebogen durch die Durchbrüche (37) in Strangform geführt; in den Dreh- und Schwenkabschnitten (DA1- DA3/SA1-SA3) sind Steuerleitungen (13) in Punkten derart befestigt, daß ausreichend große Bewegungsfreiheiten und Biegeradien der Steuerleitungen (13) für eine Tordierbewegung in den Drehabschnitten (DA1-DA3) und eine Biegebewegung in den Schwenkabschnitten (SA1-SA3) vorliegen.The control lines ( 13 ) connected to the drives ( 7-12 ) and switches ( 40-41 ) as well as switching lugs ( 42 ) are in the vertical rotary sections (DA1-DA3) next to the drives ( 7 , 10 , 12 ) straight vertical and in the horizontal swivel sections (SA1-SA3) U-shaped around the drives ( 8 , 9 , 11 ) and bent through the openings ( 37 ) in strand form; In the rotating and swiveling sections (DA1-DA3 / SA1-SA3), control lines ( 13 ) are attached at points in such a way that the control lines ( 13 ) have sufficient freedom of movement and bending radii for twisting in the rotating sections (DA1-DA3) and a bending movement in the swivel sections (SA1-SA3).
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995109050 DE19509050A1 (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Industrial assembly or handling etc. robot |
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Publications (1)
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ID=7756554
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DE1995109050 Withdrawn DE19509050A1 (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Industrial assembly or handling etc. robot |
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