DE3113184C2 - - Google Patents
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- DE3113184C2 DE3113184C2 DE3113184A DE3113184A DE3113184C2 DE 3113184 C2 DE3113184 C2 DE 3113184C2 DE 3113184 A DE3113184 A DE 3113184A DE 3113184 A DE3113184 A DE 3113184A DE 3113184 C2 DE3113184 C2 DE 3113184C2
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T74/20317—Robotic arm including electric motor
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein antreibbares
Mehrachsgelenk für Handhabungsgeräte nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Aus der DE-AS 26 19 336 ist ein Mehrachsgelenk bekannt, bei
dem alternativ zwei oder drei per Hydromotoren antreibbare
Drehachsen, die sich in einem Punkte schneiden, kompakt
zusammenbaubar sind. Seine Gelenke sind aber nur über koaxiale
Wellen von einzelnen Motoren, die sich auf einer gemeinsamen
Basisplatte befinden, über Kegelzahnräder antreibbar. Die
konzentrischen Wellen treiben Kegelradgetriebe in einem
Gelenkgehäuse, aus dem die verschiedenen Abtriebswellen abzweigen.
Hohe Torsionsbeanspruchungen auf Wellen und Zähne, wegen großen
Abstandes der Motoren vom Gelenk, ergeben dabei eine hohe
mechanische Belastung der Getriebe und Lager und erfordern
aufwendige Zwangsschmierungssysteme, um den Verschleiß in Grenzen
zu halten. Eine teleskopartig ineinander verschachtelte Anordnung
von Wellen, Lagern und Getrieberädern ist aufwendig und
kompliziert sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch der
Montage und der Wartung. Zudem bietet sie keine spielfreie
Kraftübertragung für genaue Bewegungsabläufe. Die Kinematik
dieser Anordnung gestattet - mit Ausnahme des letzten Dreh- und
Schwenkachsenpaares - auch keine völlig unabhängige,
kompensationsfreie Antreibbarkeit für jede Dreh- bzw.
Schwenkachse, weil stets eine weitere Achse mitbewegt werden muß,
wenn eine der Wellen gegenüber dem Gehäuse eine gleichbleibende
Winkelposition beibehalten soll.
Ein weiteres, dreigliedriges und dreiachsiges Gelenk geht
beispielsweise aus der DE-AS 27 17 870 als bekannt hervor. Bei
diesem Gelenk ist das erste Glied ein um seine Längsachse
rotierender Rahmen, an welchem die Antriebsmotoren und die
Winkelmeßsysteme befestigt sind und in welchem über Zahnriemen
und -räder die Drehbewegung von den Motoren für das zweite Glied
übermittelt wird. Das zweite und das dritte Glied, deren Achsen
jeweils senkrecht zum vorhergehenden Glied stehen, weisen
jeweils komplex gelagerte Wellen auf, wobei die Drehbewegung vom
zweiten auf das dritte Glied über Kegelzahnräder übermittelt wird.
Dieses bekannte Dreiachsgelenk ist relativ komplex aufgebaut mit
vielen Einzelteilen und auch bei einem solchen Gerät muß die
Beeinflussung der drei Achsen untereinander kompensiert werden.
Des weiteren ist bei einem solchen Gelenk mit zwar senkrecht auf
der zweiten stehenden ersten Achse, aber dazu nicht fluchtender
letzter Achse die Vorberechnung der Bahnkurven für die
Bahnsteuerung relativ kompliziert.
Weitere mehrachsige Manipulatorarmgelenke, die sich durch
Modulbauweisen mit flanschartigen Verbindungen auszeichnen, sind
z. B. aus der DE-PS 23 01 423 und US-PS 38 19 061 bekannt. Jedoch
sind dies über Lineareinheiten gesteuerte Gelenkanordnungen,
denen eine besonders für Bahnsteuerungsaufgaben und hohe
Zugriffspräzision günstigere Anordnung der Einzelantriebe
unmittelbar in einem Dreiergelenk fehlt. Bei den
Bewegungsabläufen sind ebenfalls komplizierte und aufwendige
Kompensationsmaßnahmen, die Programmierung und Steuerung
erschweren, unvermeidbar.
Aus der DD-PS 1 48 199 ist es zwar bekannt, einfache
Robotergelenke unmittelbar mit keine Hohlräume im Motorinneren
aufweisenden Hydromotoren, welche Flanschflächen haben,
anzutreiben. - Hydraulisch angetriebene Mehrachsgelenke mit
gemeinsamem Drehachsen-Schnittpunkt ohne Achsversatz, bei welchen
der Herstell- und Programmierungsaufwand erheblich reduzierbar
wäre, werden daraus jedoch nicht erkennbar.
Mehrachsgelenke mit sich in einem Punkte schneidenden
Drehachsen sind z. B. aus der DE-AS 27 45 932 und DE-OS 29 27 485
bekannt. Hier sind die drei Antriebsachsen zwar konzentrisch
übereinander angeordnet. Die äußere Achse als erstes Glied ist
dabei jedoch an ihrem äußeren Ende halbschalenförmig ausgebildet
und das zweite Glied, welches ebenfalls halbschalenförmig
ausgebildet ist, ist auf der ersten Halbschale mit 45°
Schrägstellung drehbar gelagert und erhält über kegelige
Zahnräder seine Drehbewegung von der mittleren, konzentrischen
Antriebswelle, während das dritte, im zweiten Glied außermittig
angeordnete Glied ebenfalls über mehrere kegelige Zahnräder seine
Drehbewegung von der inneren der drei konzentrischen
Antriebswellen erhält. Bei diesen drei Achsgelenken stehen die
Achsen der drei kinematischen Glieder wohl in einem derartigen
Winkel zueinander, daß sie sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt
treffen. Jedoch wird die Vorberechnung von Bahnkurven dadurch
noch nicht ebenso vereinfacht, wie wenn die zweite Achse
rechtwinklig zur ersten und die dritte zur ersten in Normallage
fluchtend stünde. Der von derartigen Gelenken für Bewegungen
benötigte Freiraum ist immer noch beträchtlich.
Es werden hier auch noch relativ viele mechanische Elemente
benötigt. Zudem ist die Beeinflussung der drei Achsen
untereinander auch hier vorhanden und muß deshalb ebenfalls
kompensiert werden. Bei diesen bekannten Dreiachsgelenken muß das
Gelenk immer in seiner dreiteiligen bzw. dreiachsigen Gesamtheit
verwendet werden. Es können nicht, bei Bedarf, nur eines oder
beliebig zwei oder drei Glieder verwendet werden, so daß damit
oft eine Überkomplexität zum Einsatz kommt, wo diese nicht
erforderlich ist.
Die DE-OS 25 03 003 offenbart zwar von einer Schwenkachse
ausgehende hydraulische Drehantriebe, jedoch keine Anordnung mit
Dreiachsenschnittpunkt ohne Achsversatz. Es wird ein zusätzliches
Betätigungsorgan zur relativen Drehung dieser Teile (Handgelenk)
um die Horizontalachse benötigt, weil sich dessen Achse nicht mit
der anderen Achse schneidet. Es ist hier unmöglich, jedes Gelenk
völlig unabhängig allein für sich zu drehen.
Die außerhalb angesetzten und daher platzmäßig störenden Antriebe
bestehen zwar aus Flügelzellenmotoren, die aber keinen vollen
360°-Aktionswinkel oder eine als Antriebsrotor ausgebildete
Hohlwelle ermöglichen. Es ist nicht möglich, die Hydromotore
selbst als Gelenke nachfolgender kinematischer Glieder zu nutzen.
Die Welle dient primär zur Übertragung von Potentiometerdaten.
Auch in der US-PS 38 19 061 ist kein gemeinsamer
Schnittpunkt aller Drehachsen gegeben, sondern auch ein
Seitenversatz erkennbar. Darüber hinaus handelt es sich dort um
eine elektromechanische und nicht um eine hydrostatische
Antriebslösung.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein antreibbares
Mehrachsgelenk mit platzsparend und achsversatzfrei
zueinanderstehenden Hydromotoren zu schaffen, dessen bedarfsweise
auch zu zweit verwendbare und ohne Kompensationsmaßnahmen
unabhängig voneinander antreibbare Gelenke unkompliziert und
wartungsfreundlich aus wenigen, einfach zu fertigenden Teilen
bestehen und hohen Belastungen und Dauerbeanspruchungen
ausgesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung von einem
Mehrachsgelenk mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst:
Das antreibbare Mehrachsgelenk nach der Erfindung weist
demnach nicht nur in bekannter Weise zwei oder drei, im
wesentlichen hintereinander angeordnete kinematische Glieder
(Gelenkantriebe) mit je einer Drehachse auf, sondern es ist
erfindungsgemäß möglich, jedes der Glieder einzeln über
Flügelzellen-Hydromotore mit unmittelbar darin eingebauten
Positioniereinrichtungen anzutreiben, ohne daß sich eine der
Drehachsen aus dem gemeinsamen Schnittpunkt entfernt. Jedes der
kinematischen Glieder hat an seinem äußeren Ende einen
Aufnahmeflansch, an welchem das nächstfolgende kinematische
Glied derart befestigt ist, daß ein jedes der drei verschiedenen
kinematischen Glieder (Gelenke) über sehr torsionssteife
Stützträger und Flansche (anstatt Wellen und Zahnräder) sowie
praktisch unabhängig vom vorhergehenden Glied seine Drehbewegung
erhält bzw. ausüben kann. Dadurch wird sowohl eine höhere
Belastbarkeit als auch eine Verselbständigung der kinematischen
Glieder (Gelenke) erreicht, so daß die Glieder auch einzeln oder
in beliebiger Kombination je zwei genommen oder auch
platzvertauscht verwendet werden können. Durch den einzeln
vornehmbaren hydraulischen Antrieb einer jeden Achse, ohne die
Beeinflussung der drei Achsen untereinander, braucht keine
Kompensation eines Seitenversatzes einer Achse mehr vorgenommen
zu werden. Durch direkte Anflanschbarkeit der Gelenke aneinander
ist dabei auch ein leichter und einfacher Austausch eines der
Gelenke im Falle einer Reparatur möglich. Bei vergleichbaren
Abmessungen, wie bei reinen Mechanikgelenken, können diese
kompensationsfrei beweglichen hydraulischen Gelenkantriebe
höhere, direkt ansetzende Kräfte ermöglichen, weil
Reibungsverluste, Ungenauigkeiten durch Zahnspiele und ein
erheblicher Bearbeitungsaufwand (Verzahnungen) sowie komplizierte
Einbauprobleme vermieden werden.
Durch die Plazierung von unmittelbar selbst auch als
Schwenklager des nächstfolgenden Gelenkes dienenden Hydromotoren
direkt in der Gelenkdrehachse wird sowohl eine platz- und
bauteilesparende als auch eine die Hydromotorenlager doppelt
nutzende Lageranordnung mit zuverlässigster Dauerschmierung durch
das Drucköl erreicht, deren Drehmomente über kurze, außenliegende
und stark belastbare Stützträger (Achsrohre) und ihre Flansche
weit vorteilhafter übertragbar sind, als z. B. über
Kegelradgetriebe, Teleskophohlwellen usw. Durch die die
Hydromotoren außen umgreifenden Stützträger mit achsversatzfreiem
Anschluß am benachbarten Hydromotorgelenk bleibt die
Bewegungssymmetrie jeder Dreh- und Schwenkachse in jeder
Schwenklage erhalten, so daß sich sowohl Programmierungs- und
Steuerungsvereinfachungen als auch (durch Wegfall exzentrischer
Bahnkurven) eine günstigere Belastungskonstanz am gesamten
Handhabungsgerät ergibt. Eine teure, kompliziert zu montierende
und schmierungssensible Bauweise von erheblichem Gelenkgewicht
wird mit der erfindungsgemäßen Mehrfachnutzung der Hydromotoren
in Flügelzellenbauweise als lokaler Antrieb und als Dreh- bzw.
Schwenklager vorteilhaft vermieden. Kein seitlich herausstehender
Hydromotor stört beim Einsatz unter beengten Platzverhältnissen
und auch der Drehmelder im Inneren des Hydromotors schützt den
empfindlichen Steuerungsteil vor schädlichen Einflüssen der
Umgebung (Wärme, Feuchtigkeit usw.).
Wenn der Hydromotor des ersten Gelenkes direkt am vorderen Ende
des Handhabungsarmes und der erste Aufnahmeflansch am
Antriebsrotor des ersten Hydromotors befestigt ist, sind alle
drei Gelenke an der Vorderseite des Handhabungsraumes angeordnet,
so daß die von ihnen auszuführenden Bauteilbewegungen leicht bzw.
kurz und ohne Kräfteverluste ausführbar sind. Durch den Wegfall
der gegenseitigen Bewegungsbeeinflussungen der Achsen aufgrund
der Vermeidung eines seitlichen Achsenversatzes ist bei der
Steuerung des erfindungsgemäßen Mehrachsgelenkes keine gesonderte
Winkelkompensation mehr nötig, so daß sowohl der mechanische
Aufwand als auch die Steuerungsanlage bzw. die Programmierung
einfacher und sehr viel zuverlässiger wird.
Die einfache Ausgestaltung der Hydromotoren, welche zugleich
Drehlager für ihre nachfolgenden Nachbarantriebe sind,
ermöglichen hohe Zugriffskräfte ohne lange, evtl. nicht genügend
steife Zwischenglieder und (ohne großen Verzahnungsaufwand) hohe
Präzision. Die Verwendung von hydraulischen Antrieben bringt
zusätzlich den Vorteil, daß immer geschmierte Eingriffsteile zum
Einsatz kommen, daß also praktisch kaum eine zusätzliche
Schmierung der beweglichen Teile benötigt wird. Des weiteren
sind die Zugriffskräfte hydraulisch übersetzbar ohne zusätzliche
Teile bzw. Reibungsstellen. Eine evtl. benötigte Kühlung ist
dabei außerhalb des eigentlichen Gelenkes ebenfalls noch möglich.
Die integrierte Drehmelder- und Positioniereinrichtungs
anordnung vermindert insbesondere die Beschädigungsgefahr für
Meßglieder, Kabel bzw. Schläuche usw. und ermöglicht interne
Verbindungen mit zuverlässiger Abdichtbarkeit.
Ein Mehrachsgelenk nach der Erfindung eignet sich für alle
Handhabungseinrichtungen und dergleichen, welche für einen
rohrförmigen Handhabungsarm vorgesehen sind. Eine hohe
Genauigkeit der Handhabung wird gewährleistet, ohne daß eine
Beeinflussung der drei Achsen untereinander stattfinden würde,
welche zu kompensieren wäre. Die Achsen sind dabei direkt einzeln
ansteuerbar und daher sehr einfach programmierbar. Zwischen den
Achsen wird bei Ersparnis besonderen baulichen Aufwandes ein
Achsversatz völlig vermieden und damit eine präzise Arbeitsweise
erreicht. Ein erfindungsgemäßes Mehrachsgelenk ist daher sehr
einfach und kompakt aufgebaut, wartungs- und reparaturfreundlich
und es ermöglicht es, die Achsen auch einzeln oder in beliebiger
Kombination zu verwenden.
Nach Anspruch 2 kann es zwecks Schwerpunktverlagerung auch
besonders vorteilhaft sein, den Hydromotor des ersten Gelenkes am
hinteren Ende des Armes zu befestigen, während im Inneren des
rohrförmigen Armes als Stützträger ein Antriebsrohr koaxial
angeordnet ist. Dieses Antriebsrohr ist einerseits am
Antriebsrotor des ersten Hydromotors befestigt und weist
andererseits einen Aufnahmeflansch auf, über welchen es
gleichzeitig im Handhabungsarm gelagert ist. Dabei kann der erste
Drehmelder an einer Aufnahme außerhalb des Hydromotors befestigt
und mit dem Hydromotor über einen Zahnriemen spielfrei
angetrieben sein.
Nach Anspruch 3 wird erreicht, daß - um kurze Zuleitungen zu
erhalten - zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenk ein starres
Zwischenglied angeordnet ist, in welchem die Servoventile für die
Gelenkantriebe 2 und 3 angeordnet sind. Des weiteren enthält
dieses Zwischenglied den Hydrauliksteuerblock zur Aufnahme der
Servoventile und der Hydraulikleitungen für die nachfolgenden
Gelenke und auch die elektrischen Steuerleitungen, die an einer
Klemmleiste belegt werden und von hier aus in einer Sammelleitung
weiterführbar sind. Servoventile und Klemmleisten sind nach
Abnahme eines den äußeren Mantel des Zwischengliedes bildenden
Schutzrohres gut zugänglich, wodurch die Wartungs- und
Reparaturfreundlichkeit der erfindungsgemäßen Mehrfachgelenk-
Anordnung noch mehr gesteigert wird.
Nach Anspruch wird erreicht, daß auf besonders
automatisierungsgeeignete Weise für die kinematischen Glieder an
sich bekannte hydraulische Positioniereinrichtungen verwendbar
werden (siehe DE-PS 21 46 289). Hierbei besteht die jeweilige
Positioniereinrichtung aus einem Hydrostaten (vorzugsweise
Flügelzellenpumpe), welcher eine Schaltscheibe mit entsprechend
in ihm vorgesehenen Positioniernuten (bzw. Teilscheiben) antreibt
und einer Steuereinheit, deren Fixierbolzen in jeweils eine der
Positioniernuten der Scheiben eingreifen kann. Soll nur eine
Verschwenkung eines der kinematischen Glieder (Gelenke)
vorgenommen werden, so wird der entsprechende Fixierbolzen der
Steuereinheit aus der Positionsnut zurückgezogen und die
Flügelzellenpumpe kann sich mit der Stelldrehzahl zu drehen
beginnen. Nach Erreichung des gewünschten Verschwenkwinkels fährt
der Fixierbolzen in eine entsprechende Nut der Steuerscheibe ein,
wodurch das kinematische Glied wieder festgesetzt wird. - Ein
derart fixiertes Gelenkesystem ergibt eine starre Basis für
hochgenaues Arbeiten bei minimaler Vibration bzw. Maßabweichung.
Ein Ausführungsbeispiel des Mehrachsgelenkes nach der
Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht auf ein Handhabungsgerät
mit einem erfindungsgemäßen Mehrachsgelenk als
Dreiachsgelenk;
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch das Dreiachsgelenk,
dieses in koaxialer Ausrichtung der ersten und der
dritten Achse zeigend, und
Fig. 3 das Dreiachsgelenk, wie in Fig. 2, in Draufsicht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Handhabungsgerät 1
aus einem Sockel 2, auf dessen Oberseite ein vertikaler Turm 3
vorgesehen ist, welcher um die vertikale Z-Achse eine Rotation 5
ausüben kann. Am Turm 3 ist ein horizontaler Arm 4 derart
vorgesehen, daß er einerseits eine vertikale Translation 6 und
andererseits eine horizontale Translation 7 entlang der X-Achse
ausüben kann. Am hinteren Ende des Armes 4 ist in Fig. 1 ein Teil
eines ersten kinematischen Gliedes 10 (Gelenkes) sichtbar,
welches z. T. koaxial im Inneren des Armes 4 bis zu dessen
Vorderseite verläuft, wie dies genauer in Fig. 2 ersichtlich
wird. Am vorderen Ende des Armes 4 sind des weiteren ein zweites
Gelenk 30, ein drittes Gelenk 50 und an diesem ein Werkzeug 70
angeordnet. Aus Fig. 2 wird ersichtlich, daß an der hier rechten
Seite des Armes 4 des Handhabungsgerätes 1 ein erster
Hydromotor 13 befestigt ist, an dessen Antriebsrotor 14 ein
koaxial durch den Arm 4 hindurchreichendes Antriebsrohr 18
befestigt ist. Das Antriebsrohr 18 weist an seinem linken Ende
einen durch Gewinde o. ä. mit diesem befestigten
Aufnahmeflansch 15 auf, welcher seinerseits über Lager 19 und 20
in einem am Arm befestigten Lagerrohr 21 gelagert ist. Hierdurch
ist das Antriebsrohr 18 und somit das erste Gelenk 10 einerseits
über den Hydromotor und andererseits am äußeren Ende des
Handhabungsarmes 4 genau und spielfrei gelagert. Am Hydromotor 13
ist stirnseitig eine Aufnahme 22 befestigt, welche einen ersten
Drehmelder 16 aufnimmt. Der Drehmelder 16 ist einerseits mit der
Aufnahme 22 verbunden und andererseits über einen Zahnriemen 24,
eine Welle 23 und dem mit der Welle 23 fest verbundenen
Antriebsrohr 18 mit dem Antriebsrotor 14 des Hydromotors 13
spielfrei angetrieben. Auf der Welle 23 ist des weiteren ein
Ölverteiler 25 mit hydraulischer Energiezufuhr 26 als auch eine
Drehzuführung 27 für die elektrischen Steuerleitungen vorgesehen.
Die elektrischen Steuerleitungen 28 und Hydraulikleitungen 29
sind im Inneren des Antriebsrohres 18 verlegt.
Am Aufnahmeflansch 15 des ersten Gelenkes 10 ist ein
Zwischenglied 60 befestigt, welches im wesentlichen aus einem
Ventilträger 61 besteht, welcher gleichzeitig Hydraulikblock zur
Aufnahme von Servoventilen 62, 63 für die Gelenke 30 und 50 und
für die unsichtbare Weiterleitung der Hydraulikleitungen zu ihren
Motoren dient. Außerdem werden die elektrischen
Steuerleitungen 64 hier an einer Klemmleiste belegt und von hier
aus in einer Sammelleitung 45 an den hinteren Teil des Gelenkes
geführt. Der Ventilträger 61 wird von einem zylindrischen
Schutzrohr, welches zur besseren Wartung der im Inneren
angeordneten Teile leicht abnehmbar ausgeführt ist, umgeben. An
dem linken, flanschförmigen Ende des Zwischengliedes 60 ist das
zweite Gelenk 30 über L-förmige Stützträger 38, 39 befestigt.
Zwischen den im wesentlichen parallel zueinander angeordneten
Armen der Stützträger 38, 39 ist ein Hydromotor 33 aufgenommen,
derart, daß sein Antriebsrotor 34 in eine entsprechende
Ausnehmung des Stützträgers 38 hineinragt. Das zweite Gelenk 30
weist des weiteren einen Aufnahmeflansch 35 auf, welcher als
Stützträger zwei zu ihm senkrecht stehende und zueinander im
wesentlichen parallel ausgerichtete Schwingen 40, 41 aufweist,
welche ihrerseits die Arme der vorgeordneten Stützträger 38
und 39 umgreifen. Dabei ist die Schwinge 40 mit dem
Antriebsrotor 34 des Hydromotors 33 drehfest verbunden, während
die Schwinge 41 in dem Arm des Stützträgers 39 drehbar gelagert
ist. Hierdurch wird die Verschwenkung des Aufnahmeflansches um
die Achse des Hydromotors, welche gleichzeitig die Drehachse 31
des zweiten Gelenkes 30 darstellt, verwirklicht. Die Achse 31 ist
im wesentlichen senkrecht zur Drehachse 11 des ersten Gelenkes 10
ausgerichtet. In der großen Bohrung 42 des Hydromotors 33 ist ein
Drehmelder 36 derart angeordnet, daß er einerseits mit dem
Stützträger 40 (Schwinge) und andererseits mit dem Stützträger 39
spielfrei verbunden ist. Der Stützträger 41 (Schwinge) ist derart
ausgebildet, daß er einen Ölverteiler 43 aufnimmt, von welchem
aus Verrohrungen 44 zum dritten kinematischen Glied 50 (Gelenk)
führen. In den Stützträgern 38, 39 sind (nicht dargestellt)
Bohrungen vorgesehen, durch welche die hydraulischen und
elektrischen Leitungen aus dem Zwischenträger 60 in das zweite
Gelenk 30 geleitet werden. Das dritte Gelenk 50 besteht im
wesentlichen aus einem Hydromotor 53, welcher direkt auf dem
Aufnahmeflansch 35 des zweiten Gelenkes 30 festgeschraubt ist.
Am Antriebsrotor 54 des Hydromotors 53 ist ein Aufnahmeflansch 55
befestigt, welcher seinerseits zur Aufnahme von Greifern oder
Werkzeugen 70 dient. In der großen Bohrung des Hydromotors 53 ist
ein Drehmelder 56 derart angeordnet, daß er einerseits mit dem
Aufnahmeflansch 55 und andererseits mit dem Aufnahmeflansch 35
spielfrei verbunden ist. Die Achse des Hydromotors 53 bildet auch
hier gleichzeitig die Drehachse dieses Gelenkes, wobei sie derart
ausgerichtet ist, daß sie im wesentlichen senkrecht zur Achse 31
des zweiten Gelenkes steht, diese schneidend. Die Drehachsen 11,
31, 51 der drei Gelenke 10, 30 und 50 sind folglich derart
ausgerichtet, daß sie sich alle in einem Punkt M schneiden,
welcher sich auf der Achse 31 befindet.
Das Mehrachsgelenk nach der Erfindung ist, außer in
Verbindung mit einem Handhabungsgerät der in der Zeichnung
dargestellten standfesten Art, auch in Verbindung mit anderen
Grundgeräten, wie fahrbaren Robotern oder beweglichen
Grundgeräten, z. B. mit auf einen Wagen gesetztem Turm o. ä.,
denkbar.
Claims (5)
1. Antreibbares Mehrachsgelenk für Handhabungsgeräte
- - mit zwei oder drei hintereinandergeschalteten, in ihrer Winkelstellung durch Hydromotore einstellbaren und durch Drehmelder überwachten kinematischen Gliedern,
- - deren Achsen derart zueinander ausgerichtet sind, daß alle Achsen sich in einem Punkt schneiden und jeweils die Achsen zweier benachbarter kinematischer Glieder aufeinander senkrecht stehen
- - und deren letztes eine Befestigungsplatte für Greifer bzw. Werkzeuge trägt, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die als an sich bekannte Flügelzellenhydrostaten ausgebildeten Hydromotore (13, 33, 53) als Hohlwellen ausgebildete Antriebsrotoren (14, 34, 54) aufweisen,
- - die jeweils über Zwischenglieder mit gabelförmig angeordneten Stützträgern (38, 39; Schwinge 40, 41) starr mit dem Stator des nächstfolgenden Hydromotors (33, 53) verbunden sind,
- - daß mindestens vom zweiten kinematischen Glied (30) an die Hydromotore (33, 53) selbst das jeweilige Gelenk des Gliedes (30, 50) bilden,
- - wobei die Drehmelder (36, 56) in der Innenbohrung des zugehörigen Antriebsrotors (34, 54) angeordnet und mit diesem und seinem Stator spielfrei verbunden sind.
2. Mehrachsgelenk nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß der Hydromotor (13) des ersten Gelenkes (10) am hinteren Ende eines Armes (4) des Handhabungsgerätes (1) befestigt ist,
- - daß im Inneren des rohrförmigen Armes (4) ein Antriebsrohr (18) koaxial angeordnet ist,
- - welches einerseits am Antriebsrotor (14) des Hydromotors (13) befestigt ist und andererseits einen Aufnahmeflansch (15) aufweist,
- - über welchen es gleichzeitig im Arm (4, 21) gelagert ist und
- - daß der Drehmelder (16) an einer am Hydromotor befestigten Aufnahme (22) befestigt und mit dem Hydromotor (13) über einen Zahnriemen (24) spielfrei angetrieben ist.
3. Mehrachsgelenk nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß zwischem dem ersten und dem zweiten Gelenk (10, 30) ein Zwischenglied (60) angeordnet ist,
- - in welchem Servoventile (62, 63) für das zweite und das dritte Gelenk (30, 50) angeordnet sind.
4. Mehrachsgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Hydraulikleitungen (29) und die elektrischen Steuerleitungen (28)
überwiegend im Inneren der Gelenke (10, 30) angeordnet sind.
5. Mehrachsgelenk nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Gelenke (10, 30, 50) an sich bekannte hydraulische Positioniereinrichtungen sind,
- - deren Flügelzellenpumpe um eine Steuereinheit mit Fixiereinrichtung und eine Schaltscheibe mit Positionsnuten ergänzt ist.
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19813113184 DE3113184A1 (de) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Dreiachsgelenk fuer roboter, handhabungseinrichtungen und dergleichen |
Publications (2)
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ID=6129069
Family Applications (1)
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