DE3028041A1 - Programmgesteuerter manipulator - Google Patents

Programmgesteuerter manipulator

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Publication number
DE3028041A1
DE3028041A1 DE19803028041 DE3028041A DE3028041A1 DE 3028041 A1 DE3028041 A1 DE 3028041A1 DE 19803028041 DE19803028041 DE 19803028041 DE 3028041 A DE3028041 A DE 3028041A DE 3028041 A1 DE3028041 A1 DE 3028041A1
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DE
Germany
Prior art keywords
manipulator
arms
coupling
axis
common
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19803028041
Other languages
English (en)
Inventor
Karl-Heinz 8752 Mainaschaff Langner
Udo Pfenning
Walter 8753 Obernburg Reis
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE3028041A1 publication Critical patent/DE3028041A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008Balancing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0081Programme-controlled manipulators with master teach-in means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

  • Programmgesteuerter Manipulator
  • Beschreibung Die Erfindung betrifft einen programmgesteuerten, mehrachsigen Manipulator mit mehreren, Jeweils unabhängig* voneinander verschwenkbaren Armen, die über jeweils eigene, im Bereich der betreffenden Gelenke vorgesehene Antriebe gesteuert antreibbar sind, und mit einer Enteperrbarkeit der Antriebs elemente zwecks möglichst schwereloser Programmierung des Manipulators.
  • Ein solcher programmgesteuerter Manipulator ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 28 52 821.4-15 der Anmelderin. Die Aufgabenstellung dieser älteren Patentanmeldung zielt auf ein nahezu schwereloses Programmieren des Manipulators in der Ebene innerhalb einer nahezu kreisförmig geschlossenen Fläche um eine Hubsäule dieses Manipulators herum. Zu diesem Zweck schlägt die ältere Patentanmeldung vor, daß alle Arme des Manipulators Jeweils um vertikale Achsen schwenkbar sind, wobei der innerste Arm und damit auch alle weiteren Arme einschließlich eines Greifers an einem an der Hubsäule lotrecht verfahrbaren Schlitten angebracht sind. Mit anderen Worten wird die nahezu schwerelose Programmierung dieses Manipulators mit Ausschaltung der Schwerkraft dadurch erreicht, daß alle Arme nur um lotrechte Achsen schwenkbar sind.
  • Zum Programmieren dieses älteren Manipulators werden lediglich die Antriebsmotoren der Arme ausgeschaltet.
  • Damit ist aber der Nachteil verbunde, daß beim Verschwenken der Arme alle Antriebsmotoren und die mit ihnen verbundenen Getriebe immer noch mitbewegt werden müssen. Beim Programmieren sind daher fühlbare Reibungskräfte und Massenkräfte zu überwinden. Hinzu kommt, daß die senkrechte Achse nur unter motorischer Unterstützung in der Höhe verfahren werden kann.
  • Es ist ein programmgesteuerter Manipulator bekannt, der mit einem gesonderten Trainingsarm ausgerüstet werden kann, mit dem sein Rechner programmiert werden kann. Der genaue konstruktive Aufbau dieses Trainingsarms ist nicht bekannt. Nachteilig hieran ist es insbesondere, daß zum Programmieren des Rechners der Trainingsarm am Manipulator angebracht werden muß. Nach dem Programmieren muß er wieder abgebaut werden. Dies sind zusätzliche, arbeits- und zeitaufwendige Verfahrensschritte.
  • Die DE-AS 1 481 819 beschreibt einen ferngesteuerten Manipulator mit horizontalen Schwenkachsen, die eine von außen betätigbare Trennkupplung haben, die zur Einstellung des betreffenden Drehmoments dient. Eine Programmierung dieses Manipulators ist nicht beabsichtigt. Auch sind die Trennkupplungen nicht gemeinsam betätigbar.
  • Ausgehend von einem programmgesteuerten, mehrachsigen Manipulator des Gegenstandes der eingangs genannten DE-AS 2 852 821 liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen so auszugestalten, daß bei einer Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten dieses Manipulators dieser sehr schnell und einfach programmiert werden kann, ohne daß es dazu beispielsweise eines gesonder s Trainingsarms bedarf.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Arme um eine horizontale Achse schwenkbar ist, daß die Masseschwerpunkte der Arme ausgeglichen sind, daß allen Antrieben Jeweils eine Kupplung zugeordnet ist unddaß alle Kupplungen gemeinsam betätigbar sind.
  • Weil die Masseschwerpunkte der Arme ausgeglichen sind, erfolgt die Programmierung fast schwerelos. Die Schwerkraft kommt insbesondere durch ein am Ende des letzten Armes bzw. an einem dort angebrachten Greifer sitzendes Gerät, beispielsweise eine Lackierpistole oder dergleichen, ins Spiel, deren Schwerkraft aber auch durch geeignete Maßnahmen bercksichtigt werden kann. Das Ausgleichen der Masseschwerpunkte dieser Bauelemente, vorzugsweise der Arme, erfolgt auf bekannte Weise über Federn, Gegengewichte oder über pneumatische Ausgleichselemente.
  • Weil allen Antrieben Jeweils eine Kupplung zugeordnet ist und alle Kupplungen gemeinsam betätigbar sind, müssen nach dem Entkuppeln aller Kupplungen nicht mehr die Kräfte für den Antrieb der Motoren und der zugeordneten Getriebe beim Programmieren aufgewendet werden, wie dies bei der eigenen älteren Patentanmeldung der Fall war. Zum Programmieren müssen vielmehr nur noch geringe Kräfte durch -LEERLAUF-/Reibungen in den Gelenken überwunden werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt: Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines neuartigen Manipulators mit fünf Achsen; Fig. 2 einen Schnitt durch ein Gelenk eines Arms des Manipulators nach Fig. 1 zur Erläuterung des konstruktiven Aufbaus der Freischaltung von Motor und Getriebe von Bewegungselementen.
  • Zunächst sei der grundsätzliche Aufbau des neuartigen Manipulators anhand von Fig. 1 erläutert. Dieser besteht aus einem Grundgestell 1, an dem ein erster Arm 2 um eine horizontale Achse 3 schwenkbar ist. An den ersten Arm 2 ist ein zweiter Arm 4 angelenkt, und zwar ebenfalls mit einer horizontalen Achse 5. Am Ende des zweiten Armes 4 sitzt ein Gelenk 6, das um eine Achse 7 in Richtung des Pfeiles 8 schwenkbar ist. Außerdem kann ein nker7um eine weitere horizontale Achse 9 in Richtung des Pfeiles 10 verschwenkt werden. Der Greifer ist dann am Gelenk 6 angebracht.
  • Die Verschwenkung des Armes 2 um die Achse 3 ist durch den Pfeil 11 angedeutet und die Verschwenkung des Armes 4 um die Achse 5 durch den Pfeil 12. In Fig.1 sind außerdem strichpunktiert verschiedene Lagen des Endes des Armes 4 mit dem Gelenk 6 angedeutet.
  • Das Grundgestell ist um eine lotrechte Achse 13 schwenkbar, wie durch den Pfeil 14 angedeutet. Hierzu ist das Grundgestell 1 auf einen nicht gezeichneten Sockel aufgesetzt. Position 15 deutet eine den Antrieb £ur den Arm 2 an.
  • Dieser Manipulator kann somit in fünf Achsen betätigt werden, die durch die Pfeile 14, 11, 12, 10 und 8 symbolisiert werden.
  • Zum Programmieren des Manipulators wird der Greifer bzw.
  • ein am Greifer befestigtes Werkzeug in der Jeweils gewünschen Bahn geführt. Diese kann wegen des vorstehend beschriebenen Aufbaus des Manipulators sehr frei durchgeführt werden. Ist der Manipulator programmiert, so führt er selbsttätig und beliebig oft den ihm einprogrammiertenj Bewegungsablauf aus. Hierzu ist für den Antrieb in Jeder Achse ein eigener Antriebsmotor vorgesehen.
  • Damit das Programmieren der lernfähigen Steuerung des Manipulators nahezu schwerelos erfolgt, werden vorher alle Antriebe mit zugehörigen Getriebeteilen des Manipulatorslgekuppelt. Dies wird im folgenden anhand von Fig. 2 am Beispiel des Armes 4 erläutert.
  • Ein Antriebsmotor 16 ist ausgangsseitig mit einem Getriebe 17 verbunden. Ausgangsseitig des Getriebes ist eine Achse 18 vorgesehen, die eine Kupplung 19 antreibt.
  • Die Kupplung besteht aus Kupplungsscheiben 20, 21 und 22.
  • Die Kupplungsscheiben haben Durchgangslöcher für Kupplungsstifte 23. Die Kupplungsstifte sind mit der mittleren Kupplungsscheibe 21 fest verbunden. Diese kann in Richtung der Achse 18 von einer nicht gezeigten Steuerung verschoben werden. Werden die Stifte in Richtung auf das Getriebe 17 -untenverschoben (nach/ in Fig. 2), so rasten die Stifte in Löcher 24 eines Kettenrades 25 ein und stellen dadurch eine kraftschlüssige und spielfreie Verbindung zwischen dem Motor 16 und dem Kettenrad 25 her. Werden die Kupplungsstifte 23 ausgerückt, d.h. in Richtung hinweg vom Motor 16 verschoben, so ist diese kraftschlüssige Verbindung unterbrochen.
  • Auf dem Kettenrad 251äuft eine Kette 26, die in eingekuppeltem Zustand die Bewegung auf die nächste Achse, beispielsweise auf die Achse 9, überträgt.
  • Außerdem ist der Kupplung 19 benachbart am Arm 4 ein Kodiergerät 27 befestigt, das, beispielsweise über eine bei Position 28 angedeutete Verbindung, ständig eingeschaltet ist. Das Kodiergerät erhält somit alle Informationen über die jeweils durchgeführten Verbindungen.
  • An jedem Gelenk bzw. an Jeder Achse ist ein solches, ständig eingeschaltetes Kodiergerät vorgesehen.
  • Es können auch andere bekannte Kupplungsarten zum Einsatz kommen.
  • Bei Position 29 ist ein weiterer Antriebssatz für eine andere Achse mit Kupplung entsprechend den Bauteilen rechts in Fig.2 angedeutet.
  • Alle Kupplungen 19 des Manipulators werden gleichzeitig über ein fernbedientes oder auch über ein handbetätigtes Antriebselement eingeschaltet bzw. ausgeschaltet. In getrenntem Zustand der Kupplungen kanndie Programmierung nahezu reibungsfrei erfolgen, weil die Kupplungen direkt hinter dem Antrieb 16 mit seinem Getriebe 17 angeordnet, sind, so daß alle im Kraftfluß hinter den Kupplungen liegenden Bauteile nicht mitbewegt zu werden brauchen, wie dies bei der erwähnten eigenen älteren Patentanmeldung der Fall war.
  • Das Programmieren wird nahezu schwerelos, weil geeignete mechanische, hydraulische oder pneumatische Federelemente oder auch Gegengewichte vorgesehen sind.
  • Bei der somit nahezu schwerelos und nahezu reibungsfrei erfolgenden Führung des Greifers zur Programmierung wird die Bewegung Jedes Armes über sein Kodiergerät und eine nicht dargestellte elektronische Steuerung ständig aufgezeichnet. Das Einkuppeln und Auskuppeln geschieht immer in einer bestimmten Position, und zwar gleichzeitig für alle Achsen. Durch diese Technik ist auch gewährleistbt, daß die Ausgangslage des Manipulators - sogenannte Null-Position - immer am Beginn eines Folgeprogramms erfolgt.
  • Durch den entsprechenden Gewichtsausgleich können die Ruhepositionen aller Achsen bestimmt werden. Es sind dann zum Programmieren lediglich noch die Auslenkungskräfte bei der Handführung notwendig. Bei dieser Handführung zwecks Programmierung ergeben sich Programmierzeiten, die im wesentlichen der Arbeitszeit bei manueller Bedienung entsprechend. Sogar Kleinatserien und Einzelbearbeitungen, z.B. beim Lichtbogenschweißen, beim Reinigen von Eisenguß und anderen Teilen, können erst dadurch wirtschaftlich maschinell bearbeitet werden. Dadurch eröffnen sich somit neue Einsatzmöglichkeiten für den neuartigen Manipulator, insbesondere wenn mittlere oder kleinere Serien von Werkstücken rationell bearbeitet werden sollen.
  • Eine Handführung der Achse ist auch bei ungünstigen Hebelverhältnissen und Platzverhältnissen gegeben.

Claims (2)

  1. Patentansprüche Programmgesteuerter , mehrachsiger Manipulator mit mehreren, Jeweils unabhängig voneinander verschwenkbaren Armen, die über Jeweils eigene, im Bereich der betreffenden Gelenke vorgesehene Antriebe gesteuert antreibbar sind, und mit einer Entsperrbarkeit der Antriebselemente zwecks möglichst schwerelos er Programmierung des Manipulators, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Arme (2, 4, 6) um eine horizontale Achse (3,5, 9) schwenkbar ist, daß die Masseschwerpunkte der Arme ausgeglichen sind, daß allen Antrieben (16) jeweils eine Kupplung (19) zugeordnet ist und daß alle Kupplungen gemeinsam betätigbar sind.
  2. 2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Arme (2, 4, 6) um horizontale Achsen schwenkbar sind.
DE19803028041 1980-07-24 1980-07-24 Programmgesteuerter manipulator Withdrawn DE3028041A1 (de)

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DE19803028041 DE3028041A1 (de) 1980-07-24 1980-07-24 Programmgesteuerter manipulator

Publications (1)

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DE3028041A1 true DE3028041A1 (de) 1982-02-18

Family

ID=6107996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803028041 Withdrawn DE3028041A1 (de) 1980-07-24 1980-07-24 Programmgesteuerter manipulator

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DE (1) DE3028041A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3627745A1 (de) * 1985-08-20 1987-03-05 Tokico Ltd Industriewiedergaberoboter
US4718815A (en) * 1984-11-28 1988-01-12 Avp Robot Ab Device for carrying and adjusting a tool

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4718815A (en) * 1984-11-28 1988-01-12 Avp Robot Ab Device for carrying and adjusting a tool
DE3627745A1 (de) * 1985-08-20 1987-03-05 Tokico Ltd Industriewiedergaberoboter

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