Die Erfindung betrifft einen Roboter
mit mindestens einem Linearschlitten gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.The invention relates to a robot
with at least one linear slide according to the preamble of the claim
1.
Roboter der hier angesprochenen Art
sind bekannt. Sie werden auf zahlreichen Gebieten eingesetzt, beispielsweise
in der industriellen Fertigung aber auch im Bereich der Verarbeitungsindustrie
wie der Verpackungstechnik.Robots of the type mentioned here
are known. They are used in numerous fields, for example
in industrial production but also in the processing industry
like packaging technology.
Die zum Antrieb verwendeten Zahnriemen müssen von
Zeit zu Zeit ausgewechselt werden, um die erforderlichen Antriebskräfte übertragen
zu können
und auch um eine exakte Wiederholgenauigkeit bei der Positionierung
des Roboters sicherzustellen. Ein Wechsel der Zahnriemen ist mit
einer mehr oder weniger weitgehenden Zerlegung des Roboters verbunden
und damit sehr zeit- und kostenaufwendig.The toothed belts used for the drive must be from
Be replaced from time to time in order to transmit the necessary driving forces
to be able to
and also an exact repeatability in the positioning
of the robot. The timing belts can also be changed
a more or less extensive disassembly of the robot
and therefore very time-consuming and costly.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung,
einen Roboter der eingangs genannten Art zu schaffen, der diese
Nachteile nicht aufweist.It is therefore an object of the invention
to create a robot of the type mentioned at the beginning, which this
Does not have disadvantages.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines
Roboters gelöst,
der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß die Heranführung der
Energieversorgung und die Montage beziehungsweise Demontage eines
Zahnriemens voneinander gegenüberliegenden
Seiten des Roboters erfolgt, können Arbeiten
an den Zahnriemen wesentlich vereinfacht werden.This task is accomplished with the help of a
Robot solved,
which has the features mentioned in claim 1. By introducing the
Power supply and the assembly or disassembly of a
Toothed belt opposite each other
Side of the robot can work
on the toothed belt can be significantly simplified.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel
des Roboters, das sich dadurch auszeichnet, daß der Zahnriemen um den Grundkörper des
Roboters herumgeführt
ist. Durch diese quasi außenliegende
Anordnung des Zahnriemens kann dieser ohne größere Demontierarbeiten vom
Roboter abgenommen werden, so daß ein Tausch des Zahnriemens
einfach und schnell durchführbar
ist.An embodiment is particularly preferred
of the robot, which is characterized in that the toothed belt around the base of the
Robot around
is. Through this quasi-external
Arrangement of the toothed belt can this from without major dismantling work
Robots can be removed, so that a replacement of the toothed belt
easy and quick to do
is.
Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel
des Roboters bevorzugt, der einen Manipulator aufweist, der von
der Antriebseinrichtung über
ein bis drei Zahnriemen angetrieben wird, wobei die Antriebseinrichtung
für den
oder die Linearschlitten des Roboters auch für den Antrieb des Manipulators
herangezogen wird. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei einer
derartigen Ausführungsform
eine ganze Anzahl von Zahnriemen vorzusehen sind und daß deren Austausch
bei der hier gewählten
Konstruktion sehr einfach durchführbar
ist.Furthermore, an embodiment
preferred of the robot that has a manipulator that of
the drive device over
one to three toothed belts are driven, the drive device
for the
or the linear slide of the robot for driving the manipulator
is used. It is readily apparent that at one
such embodiment
a large number of timing belts are to be provided and that their replacement
at the one chosen here
Construction very easy to do
is.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Roboters sind Versorgungsleitungen für den Manipulator vorgesehen,
um diesen beispielsweise mit Strom oder einem gasförmigen oder flüssigen Medium
zu versorgen. Die Versorgungsleitungen sind so geführt, daß eine Trennung
bei der Montage bezie hungsweise Demontage eines oder aller Zahnriemen
nicht erforderlich ist. Die Rüstzeiten bei
einem Zahnriementausch können
auf diese Weise auf ein Minimum reduziert werden, so daß die Kosten
für den
Betrieb eines derartigen Roboters relativ gering sind.In a further preferred embodiment
supply lines for the manipulator of the robot are provided,
for example with electricity or a gaseous or liquid medium
to supply. The supply lines are routed so that a separation
during assembly or disassembly of one or all timing belts
is not required. The setup times at
a timing belt replacement
in this way can be reduced to a minimum, so that the cost
for the
Operation of such a robot are relatively low.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich
aus den übrigen
Unteransprüchen.Further configurations result
from the rest
Dependent claims.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigenThe invention is explained in more detail with reference to the drawing. It
demonstrate
1 eine
skizzenhafte perspektivische Darstellung eines Roboters mit zwei
Linearschlitten; 1 a sketchy perspective view of a robot with two linear slides;
2 eine
Darstellung des Roboters gemäß 1 aus einer anderen Ansicht; 2 a representation of the robot according to 1 from a different view;
3 bis 5 Prinzipskizzen für die Führung der
Zahnriemen innerhalb des Roboters; 3 to 5 Principle sketches for the guidance of the toothed belt within the robot;
6 eine
Prinzipskizze bezüglich
der Montage/Demontage eines Zahnriemens und 6 a schematic diagram regarding the assembly / disassembly of a toothed belt and
7 eine
Detailskizze zur Montage/Demontage eines Zahnriemens. 7 a detailed sketch for the assembly / disassembly of a toothed belt.
1 zeigt
schematisch in perspektivischer Darstellung einen Roboter 1,
der zwei an einem hier stationär
ausgebildeten Grundelement 3 angebrachte Linearschlitten
aufweist. Der erste Linearschlitten 5 ist gegenüber dem
Grundelement 3 beweglich. Er ist dabei in Längsrichtung
des langgestreckten Grundelements 3 verfahrbar. Der zweite
Linearschlitten 7 ist gegenüber dem ersten Linearschlitten 5 in
dessen Längsrichtung
aber auch senkrecht dazu verfahrbar. 1 shows schematically in perspective a robot 1 , the two on a stationary basic element 3 has attached linear slide. The first linear slide 5 is opposite to the basic element 3 movable. It is in the longitudinal direction of the elongated basic element 3 traversable. The second linear slide 7 is compared to the first linear slide 5 in the longitudinal direction but also perpendicular to it.
Das Grundelement 3 und die
Linearschlitten 5 und 7 bilden den Grundkörper des
Roboters. Außen
um diesen herum sind hier drei Zahnriemen 9, 11 und 13 geführt. An
den vier Ecken des Grundelements 3 befinden sich jeweils
drei übereinanderliegende
Umlenkrollen 15 bis 19 und 21 bis 25.
An dem dem Betrachter abgewandten Ende des Grundelements 3 sind
wiederum sechs Umlenkrollen vorgesehen. An beiden Seiten des dem
Grundelement 3 zugewandten Endes 27 des ersten
Linearschlittens 5 sind wiederum je drei Umlenkrollen 29, 31 und 33 angeordnet,
die der Führung
der Zahnriemen 9, 11 und 13 dienen.The basic element 3 and the linear slide 5 and 7 form the basic body of the robot. Outside around this are three timing belts 9 . 11 and 13 guided. At the four corners of the basic element 3 there are three superimposed pulleys 15 to 19 and 21 to 25 , At the end of the basic element facing away from the viewer 3 six deflection rollers are again provided. On both sides of the basic element 3 facing end 27 of the first linear slide 5 are again three pulleys 29 . 31 and 33 arranged that the guide of the timing belt 9 . 11 and 13 serve.
Während
die Umlenkrollen 15 bis 25 auf geeigneten Umlenkachsen 35 und 37 angebracht
sind, sind die Umlenkrollen 29, 31, 33 und
die entsprechenden gegenüberliegenden
Umlenkrollen an einem Joch 39 angebracht, das Teil einer
Führungseinrichtung 41 ist,
die hier nicht dargestellte Versorgungsleitungen für einen
am unteren Ende des zweiten Linearschlittens 7 angebrachten
Manipulator 43 aufnimmt.During the pulleys 15 to 25 on suitable deflection axes 35 and 37 are attached, the pulleys 29 . 31 . 33 and the corresponding opposite deflection rollers on a yoke 39 attached, the part of a guide device 41 is the supply lines, not shown here, for one at the lower end of the second linear slide 7 attached manipulator 43 receives.
An dem dem Grundelement 3 gegenüberliegenden
Ende des ersten Linearschlittens 5 sind wiederum auf geeignete
Weise gelagerte Umlenkrollen 45, 47 und 49 vorgesehen,
um die die Zahnriemen 9, 11 und 13 herumgeführt sind.On the basic element 3 opposite end of the first linear slide 5 are in turn suitably mounted pulleys 45 . 47 and 49 provided around the the timing belt 9 . 11 and 13 are led around.
Die Antriebskräfte für die Zahnriemen 9, 11 und 13 werden
von einer an sich bekannten Antriebseinrichtung A bereitgestellt,
die hier an einem Ende des Grundelements 3 gestrichelt
angedeutet ist. Die Antriebseinrichtung A weist geeignete Motoren
auf, die mit den Zahnriemen 9, 11 und 13 in
Eingriff treten und die Antriebskräfte in diese einleiten.The driving forces for the timing belts 9 . 11 and 13 are provided by a drive device A known per se, which here at one end of the basic element 3 is indicated by dashed lines. The drive device A has suitable motors that work with the toothed belt 9 . 11 and 13 engage and introduce the driving forces into it.
Der Manipulator 43, der
auch als Handachse bezeichnet werden kann, ist um drei Achsen x,
y und 2 beweglich. Die Bewegungsbereiche sind durch Doppelpfeile
x, y und z angedeutet. Auch die für die Bewegung um die x-, y-
und z-Achse erforderlichen Antriebskräfte werden von der Antriebseinrichtung
A zur Verfügung
gestellt und über
Zahnriemen auf den Manipulator 43 übertragen. Aus Gründen der
besseren Übersichtlichkeit
sind hier nur einige der Zahnriemen, nämlich die Zahnriemen 9, 11 und 13 wiedergegeben,
von denen einige auch der Linearbewegung der Linearschlitten 5 und 7 als
auch der Auf- und Abwärtsbewegung
des zweiten Linearschlittens dienen.The manipulator 43 , which can also be referred to as a hand axis, is movable around three axes x, y and 2. The movement ranges are indicated by double arrows x, y and z. The driving forces required for the movement about the x, y and z axes are also provided by the drive device A and via toothed belts to the manipulator 43 transfer. For reasons of better clarity, here are just a few of the timing belts, namely the timing belts 9 . 11 and 13 reproduced, some of which also include the linear movement of the linear slide 5 and 7 as well as the up and down movement of the second linear slide.
Die Energieversorgung der Antriebseinrichtung
A und für
den Manipulator 43 erfolgt über einen Ständer 53, über den
sich das Grundelement 3 auf einem Untergrund abstützt und
dort verankert ist.The power supply of the drive device A and for the manipulator 43 takes place via a stand 53 , over which the basic element 3 supported on a surface and anchored there.
Aus 1 wird
deutlich, daß die
Führungseinrichtung 41 einen
Abstand a zu einer seitlichen Begrenzungsfläche 55 des Roboters 1 beziehungsweise
zu dessen Grundelement 3 aufweist, außerdem einen seitlichen Abstand
b und c zum ersten Linearschlitten 5. Dabei ist das Joch 39 starr
mit dem ersten Linearschlitten 5 verbunden, so daß die Abstände b und
c auch bei einer Verlagerung des zweiten Linearschlittens 7 gleichbleiben.Out 1 it becomes clear that the management facility 41 a distance a to a lateral boundary surface 55 of the robot 1 or its basic element 3 also has a lateral distance b and c to the first linear slide 5 , Here is the yoke 39 rigid with the first linear slide 5 connected, so that the distances b and c even when the second linear slide is displaced 7 stay the same.
Der zweite Linearschlitten 7 ist über ein
zweites Joch 57, das ebenfalls Teil der Führungseinrichtung 41 ist,
mit dem ersten Linearschlitten 5 gekoppelt. Auch hier ist
ersichtlich, daß seitliche
Abstände d
und e zu den seitlichen Begrenzungsflächen 59 und 61 des
ersten Linearschlittens 5 eingehalten werden.The second linear slide 7 is over a second yoke 57 , which is also part of the management facility 41 with the first linear slide 5 coupled. It can also be seen here that lateral distances d and e from the lateral boundary surfaces 59 and 61 of the first linear slide 5 be respected.
Der Manipulator 43 kann – wie oben
bereits angedeutet – zusätzlich mit
Strom, Hydraulikflüssigkeit
oder Gas versorgt werden. Die entsprechenden Versorgungsleitungen
werden über
die Führungseinrichtung 41 und
dem Joch 57 bis zum Manipulator 43 geleitet. Diese
Führungseinrichtung 41 weist
eine sogenannte erste Energiekette 51 auf, die die Versorgungsleitungen
bei einer Auf- und Abwärtsbewegung des
zweiten Linearschlittens 7 gegenüber dem ersten Linearschlitten 5 stützt.The manipulator 43 can - as already indicated above - be additionally supplied with electricity, hydraulic fluid or gas. The corresponding supply lines are via the guide device 41 and the yoke 57 to the manipulator 43 directed. This guidance facility 41 exhibits a so-called first energy chain 51 on the supply lines during an up and down movement of the second linear slide 7 compared to the first linear slide 5 supports.
Weiterhin ist aus 1 ersichtlich, daß die Führungseinrichtung 41 einen
Abstand f zur Oberfläche 63 des
Roboters 1 aufweist.Furthermore is off 1 can be seen that the guide device 41 a distance f from the surface 63 of the robot 1 having.
Schließlich wird aus 1 deutlich, daß die über den Ständer 53 erfolgende
Energieversorgung für
die Antriebseinrichtung A und für
den Manipulator 43 von unten, also von einer ersten Seite
des Robotors 1 aus erfolgt und daß die Oberfläche 63 eine zweite,
der ersten Seite gegenüberliegende
Seite des Robotors 1 darstellt.Eventually will 1 clearly that over the stand 53 Power supply for the drive device A and for the manipulator 43 from below, i.e. from a first side of the robot 1 out and that the surface 63 a second side of the robot opposite the first side 1 represents.
2 zeigt
den Roboter 1 aus einer anderen Sicht, quasi aus einer
Rückansicht
gegenüber 1. Gleiche Teile sind mit
gleichen Bezugsziffern versehen, so daß auf die Beschreibung für 1 verwiesen werden kann.
Aus 2 ist ersichtlich,
daß an dem
der Antriebseinrichtung A gegenüberliegenden Ende
des Grundelements 3 wiederum je drei übereinanderliegende Umlenkrollen 65 bis 69 und 71 bis 75 vorgesehen
sind, die auf Umlenkachsen 77 und 79 gelagert
sind. 2 shows the robot 1 from a different perspective, quasi from a rear view opposite 1 , The same parts are provided with the same reference numerals, so that the description for 1 can be referred. Out 2 it can be seen that, at the end of the base element 3 opposite the drive device A, in turn three superimposed deflecting rollers 65 to 69 and 71 to 75 are provided on deflection axes 77 and 79 are stored.
Die Rückansicht zeigt, daß die Führungseinrichtung 41 auf
der Rückseite
des Grundelements 3 in einem Abstand a zur seitlichen Begrenzungsfläche 55 verläuft und
mit einer zweiten Energiekette 81 verbunden ist, die U-förmig zwischen
einer Auflage 83 innerhalb des Grundelements 3 zur
Führungseinrichtung 41 verläuft.The rear view shows that the guide device 41 on the back of the basic element 3 at a distance a from the lateral boundary surface 55 runs and with a second energy chain 81 is connected, the U-shaped between a support 83 within the basic element 3 to the management facility 41 runs.
Entsprechend ist das dem zweiten
Linearschlitten 7 abgewandte Ende 85 des Jochs 57 in
einem Abstand d zur hinteren seitlichen Begrenzungsfläche 59 des
ersten Linearschlittens 5 angeordnet und bildet ein Widerlager
für eine
weitere Energiekette 87, die U- förmig
zwischen einer Auflage 89 und dem Joch 57 verläuft.Correspondingly, this is the second linear slide 7 opposite end 85 of the yoke 57 at a distance d from the rear lateral boundary surface 59 of the first linear slide 5 arranged and forms an abutment for another energy chain 87 who have favourited U-shaped between an edition 89 and the yoke 57 runs.
Versorgungsleitungen für den in 2 nicht sichtbaren Manipulator 43 führen vom
Ständer 53 über die
Energiekette 81 der Führungseinrichtung
41 zum Joch 39, von diesem zur Energiekette 87 und über das
Joch 57 zur Energiekette 51 in den zweiten Linearschlitten 7 und
verlaufen in diesem bis zum Manipulator 43. Durch die U-förmige Führung der drei
Energieketten 81, 57 und 51 kann der
erste Linearschlitten 5 entlang dem Grundelement 3,
der zweite Linearschlitten 7 in Längsrichtung entlang dem ersten
Linearschlitten 5 sowie senkrecht zu diesem bewegt werden,
wobei eine stetige Führung
der Versorgungsleitungen für
den Manipulator 43 sichergestellt ist. Durch die Energieketten
wird außerdem
sichergestellt, daß die
Versorgungsleitungen für
den Manipulator gegen mechanische Einflüsse geschützt sind.Supply lines for the in 2 invisible manipulator 43 lead from the stand 53 about the energy chain 81 the guide device 41 to the yoke 39 , from this to the energy chain 87 and over the yoke 57 to the energy chain 51 in the second linear slide 7 and run in this up to the manipulator 43 , Through the U-shaped guidance of the three energy chains 81 . 57 and 51 can the first linear slide 5 along the base element 3 , the second linear slide 7 in the longitudinal direction along the first linear slide 5 as well as being moved perpendicularly to it, with a constant guidance of the supply lines for the manipulator 43 is ensured. The energy chains also ensure that the supply lines for the manipulator are protected against mechanical influences.
3 zeigt
eine Prinzipskizze, aus der ersichtlich ist, wie ein Zahnriemen
innerhalb des Roboters zu führen
ist, um eine Bewegung des ersten Linearschlittens 5 gegenüber dem
Grundelement 3 zu realisieren. Der zweite Linearschlitten 7 wird
beispielsweise an einem Befestigungselement 91 angebracht,
an dem Enden eines Zahnriemens ZR1 befestigt
sind. Wird nun der Zahnriemen durch die hier angedeutete Antriebseinrichtung
A hin- und herbewegt, so umläuft
dieser das Grundelement 3, an dessen vier Ecken außen Umlenkrollen
U vorgesehen sind. Im Verbindungsbereich 93 zwischen dem
ersten Linearschlitten 5 und dem Grundelement 3 kann
eine geeignete Führung
vorgesehen sein. Wie aus 1 ersichtich,
ist an dem dem Grundelement 3 zugewandten Ende des ersten
Linearschlittens 5 ein Joch 39 vorgesehen, an
dem wiederum Umlenkrollen U' angebracht
sind. Der Zahnriemen ZR1 verläuft durch das
Joch 39 hindurch und zwar innerhalb der Umlenkrollen U' und entlang der äußeren Begrenzungsflächen des
ersten Linearschlittens 5 bis zu dessen dem Grundelement 3 abgewandten
Ende, wo sich eine Umlenkrolle U'' befindet. Der Zahnriemen
ZR1 bildet also eine geschlossene Schleife,
die außen
um den Grundkörper
des Roboters 1 herum verläuft
und in die über
die Antriebseinrichtung A die Antriebskräfte eingespeist werden, die
zu einer durch einen Doppelpfeil 95 gekennzeichneten Relativbewegung
des zweiten Linearschlittens 7 entlang der Längsrichtung des
ersten Linearschlittens 5 führt. 3 shows a schematic diagram from which it can be seen how a toothed belt is to be guided within the robot in order to move the first linear slide 5 against the basic element 3 to realize. The second linear slide 7 for example on a fastener 91 attached to the ends of a toothed belt ZR 1 are attached. If the toothed belt is now moved back and forth by the drive device A indicated here, it rotates around the basic element 3 , at the four corners of which deflection rollers U are provided on the outside. In the connection area 93 between the first linear slide 5 and the basic element 3 a suitable guide can be provided. How out 1 evident, is on the basic element 3 facing end of the first linear slide 5 a yoke 39 provided, in turn, deflection rollers U 'are attached. The toothed belt ZR 1 runs through the yoke 39 therethrough and within the deflection rollers U 'and along the outer boundary surfaces of the first linear slide 5 up to its basic element 3 opposite end, where there is a Deflection pulley U ''. The toothed belt ZR 1 thus forms a closed loop which runs around the outside of the base body of the robot 1 and into which the drive forces are fed via the drive device A, which leads to a double arrow 95 characterized relative movement of the second linear slide 7 along the longitudinal direction of the first linear slide 5 leads.
Zur Vervollständigung des Roboters 1 ist
hier der Ständer 53 angedeutet, über den
der Roboter 1 auf dem Untergrund befestigt ist, und über den
die Energieversorgung für
die Antriebseinrichtung A und Versorgungsleitungen für den hier
nicht dargestellten Manipulator 43 in den Roboter 1 eingeleitet
werden.To complete the robot 1 here is the stand 53 hinted about the robot 1 is attached to the ground, and via which the energy supply for the drive device A and supply lines for the manipulator, not shown here 43 in the robot 1 be initiated.
Durch einen Zahnriemen kann auch
eine Hin- und Herbewegung des ersten Linearschlittens 5 gegenüber dem
Grundelement 3 durchgeführt
werden, was durch einen in Klammern gesetzten Doppelpfeil 97 angedeutet
ist. Dazu wird der Zahnriemen ZR1 beispielsweise
am Joch 39 befestigt, welches starr mit dem ersten Linearschlitten 5 verbunden
ist. Werden durch die Antriebseinrichtung A Kräfte in den Zahnriemen ZR1 eingeleitet, bewegt sich der erste Linearschlitten 5 entlang
dem Grundelement 3.A toothed belt can also be used to reciprocate the first linear slide 5 against the basic element 3 be performed, which is indicated by a double arrow in parentheses 97 is indicated. To do this, the timing belt ZR 1 is attached to the yoke, for example 39 attached, which is rigid with the first linear slide 5 connected is. If forces are introduced into the toothed belt ZR 1 by the drive device A, the first linear slide moves 5 along the base element 3 ,
4 zeigt
wiederum eine Prinzipskizze, anhand derer erläutert werden soll, wie eine
Relativbewegung des zweiten Linearschlittens 7 senkrecht
zur Längsausdehnung
des ersten Linearschlittens 5 realisiert werden kann. Gleiche
Teile sind wiederum mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß auf die
Beschreibung, insbesondere von 3 verwiesen
wird. Ein Zahnriemen ZR2 ist mit Hilfe von
Umlenkrollen U um den Grundkörper 3 des
Roboters 1 herumgeführt. Er
verläuft
U-förmig
zwischen zwei Umlenkrollen U' in Längsrichtung
des ersten Linearschlittens 5, an dessen dem Joch 39 abgewandten
Ende eine Umlenkrolle U'' vorgesehen ist.
Anstelle des Befestigungselements 91 ist hier ein Umlenkrahmen 99 vorgesehen,
an dem zwei Umlenkrollen 101 angebracht sind, deren Mittelachsen
parallel zu denen der Umlenkrollen U, U' und U'' angeordnet
sind. Zwischen den Umlenkrollen 101 ist der Zahnriemen
ZR2 hindurchgeführt, so daß sich eine U-förmige Schleife
bildet, die um ein Antriebsrad 103 herumgeführt ist.
Dieses ist Teil eines Umlenkgetriebes 105, daß ein Abtriebsrad 107 aufweist, über das
ein Zahnriemen 109 geführt ist,
der an dem zweiten Linearschlitten 7 befestigt ist. An
dem Umlenkrahmen 99 sind Umlenkrollen 111 vorgesehen,
die dafür
sorgen, daß der
Zahnriemen 109 eine U-förmige
Schleife über
das Abtriebsrad 107 ausbildet, so daß die von der Antriebseinrichtung A
in den Zahnriemen ZR2 eingeleiteten Antriebskräfte über das
Umlenkgetriebe 105 in das Abtriebsrad 107 eingeleitet
werden und der zweite Linearschlitten 7, wie durch einen
Doppelpfeil 113 angedeutet, gegenüber dem ersten Linearschlitten 5 nach
oben oder unten bewegt wird, wobei diese Bewegung senkrecht zur
Längserstreckung
des ersten Linearschlittens 5 erfolgt. 4 again shows a schematic diagram, on the basis of which it is to be explained how a relative movement of the second linear slide 7 perpendicular to the longitudinal extent of the first linear slide 5 can be realized. The same parts are again provided with the same reference numerals, so that the description, in particular of 3 is referred. A toothed belt ZR 2 is around the base body with the aid of pulleys U. 3 of the robot 1 led around. It runs in a U-shape between two deflection rollers U 'in the longitudinal direction of the first linear slide 5 , at whose the yoke 39 opposite end of a deflection roller U '' is provided. Instead of the fastener 91 here is a frame 99 provided on the two pulleys 101 are attached, the central axes of which are arranged parallel to those of the deflection rollers U, U 'and U''. Between the pulleys 101 the toothed belt ZR 2 is passed so that a U-shaped loop forms around a drive wheel 103 is led around. This is part of a reversing gear 105 that an output gear 107 has a toothed belt 109 is guided on the second linear slide 7 is attached. On the deflection frame 99 are pulleys 111 provided that ensure that the timing belt 109 a U-shaped loop over the driven gear 107 trains so that the drive forces introduced by the drive device A into the toothed belt ZR 2 via the deflection gear 105 in the driven gear 107 be introduced and the second linear slide 7 like a double arrow 113 indicated, compared to the first linear slide 5 is moved up or down, this movement perpendicular to the longitudinal extent of the first linear slide 5 he follows.
Aus der Prinzipskizze in 5 ist ersichtlich, wie über einen
Zahnriemen ZR3 Antriebskräfte von einer
Antriebseinrichtung A in eine Abtriebswelle 115 eingeleitet
werden können,
die mit einem Antriebsrad 103' gekoppelt ist. Der Zahnriemen
wird hier über Umlenkrollen 101' eines Umlenkrahmens 99' U-förmig über das
Antriebsrad 103 geleitet, so daß die in den Zahnriemen ZR3 eingeleiteten Kräfte zu einer Rotation der Antriebswelle 115 führen.From the outline sketch in 5 it can be seen how, via a toothed belt ZR 3, drive forces from a drive device A into an output shaft 115 can be initiated with a drive wheel 103 ' is coupled. The timing belt is here over pulleys 101 ' a deflection frame 99 ' U-shaped over the drive wheel 103 passed so that the forces introduced into the toothed belt ZR 3 to a rotation of the drive shaft 115 to lead.
Aus 5 ist
ohne weiteres ersichtlich, daß mehrere,
vorzugsweise drei derartiger Wellen 115 im zweiten Linearschlitten 7 untergebracht
werden können,
um einen dreiachsigen Manipulator über die Antriebseinrichtung
A mit Antriebskräften
zu versehen. Die Rotationsbewegung der Welle 115 ist durch
einen Doppelpfeil 117 angedeutet.Out 5 it is readily apparent that several, preferably three such shafts 115 in the second linear slide 7 can be accommodated to provide a three-axis manipulator via the drive device A with driving forces. The rotational movement of the shaft 115 is by a double arrow 117 indicated.
Bei einer entsprechenden Lagerung
von Antriebswellen 115 im zweiten Linearschlitten 7 kann dieser,
wie anhand von 4 erläutert, eine
Auf- und Abbewegung entsprechend dem Doppelpfeil 113 durchführen, während die
drei Antriebswellen 115 innerhalb des zweiten Linearschlittens 7 unabhängig voneinander
mit Antriebskräften
beaufschlagt werden.With a corresponding mounting of drive shafts 115 in the second linear slide 7 can this be done using 4 explains an up and down movement according to the double arrow 113 perform while the three drive shafts 115 within the second linear slide 7 are driven independently of each other with driving forces.
Aus den Erläuterungen zu den 3, 4 und 5 wird
ersichtlich, daß alle
Bewegungen überlagert und
von ein und derselben Antriebseinrichtung A verursacht werden können. Diese
weist entsprechend viele Antriebsmotoren auf, wobei vorzugsweise
jedem Zahnriemen ein eigener Motor zugeordnet ist und diese zur
Erzielung einer unabhängigen
Bewegung aller Teile möglichst
entkoppelt sind. Eine Relativbewegung zwischen. dem ersten Linearschlitten 5 und
dem Grundelement 3 kann also gleichzeitig mit einer Relativbewegung
des zweiten Linearschlittens 7 gegenüber dem ersten Linearschlitten
erfolgen, wobei die Relativbewegung des zweiten Linearschlittens 7 in
Richtung der Längsachse
des ersten Linearschlittens 5 und senkrecht dazu erfolgen
kann. Gleichzeitig können
eine oder mehrere Antriebswellen innerhalb des zweiten Linearschlittens 7,
die mit dem Manipulator 43 gekoppelt sind, unabhängig voneinander
in beiden Drehrichtungen angetrieben sein.From the explanations for the 3 . 4 and 5 it can be seen that all movements can be superimposed and caused by one and the same drive device A. This has a corresponding number of drive motors, with each toothed belt preferably having its own motor and these being decoupled as far as possible in order to achieve independent movement of all parts. A relative movement between. the first linear slide 5 and the basic element 3 can thus simultaneously with a relative movement of the second linear slide 7 with respect to the first linear slide, the relative movement of the second linear slide 7 in the direction of the longitudinal axis of the first linear slide 5 and can be done perpendicular to it. At the same time, one or more drive shafts can be located within the second linear slide 7 using the manipulator 43 are coupled to be driven independently in both directions of rotation.
Anhand von 6 soll erläutert werden, wie ein Zahnriemen
gewechselt werden kann. Beispielhaft ist der in 5 wiedergegebene Zahnriemen ZR3 in 6 gezeigt.
In dieser Figur sind zur Vervollständigung der Darstellung neben
dem Joch 57 weitere Teile der Führungseinrichtung 41 eingetragen.Based on 6 is to be explained how a toothed belt can be changed. The example in is 5 reproduced timing belt ZR 3 in 6 shown. In this figure, in addition to the yoke, the representation is completed 57 other parts of the management facility 41 entered.
Durch Pfeile ist angedeutet, wie
der Zahnriemen ZR3 abzunehmen ist. Nach
einer Entspannung des Zahnriemens wird dieser von den äußeren Umlenkrollen
U des Grundelements 3 abgehoben, außerdem von der Umlenkrolle
U'' am Ende des ersten Linearschlittens 5. Überdies
wird der Zahnriemen ZR3 von dem An triebsrad 103' abgehoben und über das
obere Ende der Abtriebswelle 115' entfernt. Da die Führungseinrichtung 41 in
einem Abstand zu den seitlichen Begrenzungsflächen des Roboters 1 angeordnet
ist, außerdem
einen Abstand zur Oberfläche 63 des
Roboters 1 aufweist, kann der Zahnriemen jeweils zwischen
den Jochelementen und den seitlichen Begrenzungswänden des
Roboters außerdem durch
den Zwischenraum zwischen den Jochelementen und der Oberfläche 63 herausgeführt werden. Ganz
besonders vorteilhaft ist, daß nach
einer Entspannung des Zahnriemens dieser vollständig von dem Roboter abgehoben
werden kann, nämlich über dessen
Oberseite, also über
die dem Ständer 53 gegenüberliegende
Seite. Während
also die Energieversorgung der Antriebseinrichtung A und die Versorgungsleitungen
für den
Manipulator 43 von unten in den Roboter 1 eingeleitet
werden, kann der Zahnriemen nach oben abgehoben werden, ohne daß der Roboter 1 zerlegt
werden muß.Arrows indicate how to remove the ZR 3 toothed belt. After the toothed belt is relaxed, it is removed from the outer deflection pulleys U of the basic element 3 lifted, also from the deflection roller U '' at the end of the first linear slide 5 , In addition, the toothed belt ZR 3 from the drive wheel 103 ' lifted off and over the upper end of the output shaft 115 ' away. Because the management facility 41 at a distance from the lateral boundary surfaces of the robot 1 is arranged, also a distance from the surface 63 of the robot 1 has, the timing belt depending Weil between the yoke elements and the lateral boundary walls of the robot also through the space between the yoke elements and the surface 63 be brought out. It is very particularly advantageous that after the toothed belt is relaxed, it can be lifted off the robot completely, namely over the top of the robot, ie over the stand 53 opposite side. So while the power supply to the drive device A and the supply lines for the manipulator 43 from below into the robot 1 can be initiated, the toothed belt can be lifted up without the robot 1 must be disassembled.
7 zeigt
einen Ausschnitt aus 6, nämlich das
obere Ende der Abtriebswelle 115', die über eine Umlenkrolle 103' angetrieben
wird. Am oberen Ende der Welle 115' ist eine Lagereinrichtung 119 vorgesehen,
die ein auf das Oberende aufsteckbares Lager 121 und eine
zugehörige
Lagerplatte 123 umfaßt.
Aus 7 sind verschiedene
Montage/Demontageschritte erkennbar:
Im montierten Zustand
ist der Zahnriemen ZR3 mit einer geeigneten
Vorspannung über
das Antriebsrad 103' gelegt.
Er wird dabei von den Umlenkrollen
111' geführt. Eine zugentlastete beziehungsweise
entspannte Anordnung des Zahnriemens ist durch eine strichpunktierte
Linie wiedergegeben. Es zeigt sich, daß der Zahnriemen locker über das
Antriebsrad 103' geführt werden
kann. Bei einer weiteren Entspannung des Zahnriemens kann ein Ende
dieses Zahnriemens, wie durch den fetten Doppelpfeil 125 angedeutet, über das
freie Ende der Welle 115' geführt und
abgezogen werden. Bei einer entsprechend stabilen Lagerung der Welle 115' kann auf die
Lagereinrichtung 119 verzichtet werden und damit auch auf
das demontierbare Lager 121. Aus Gründen einer verbesserten, sicheren
Führung
der Welle 115' kann aber
auch deren oberes Ende eine Lagerung erhalten, sofern diese, wie
aus 7 ersichtlich, demontierbar
ausgebildet ist, so daß eine
Schlaufe des Zahnriemens über
das freie Ende der Welle 115' gehoben
werden kann, um den Zahnriemen zu montieren beziehungsweise zu demontieren. 7 shows a section 6 , namely the upper end of the output shaft 115 ' that have a pulley 103 ' is driven. At the top of the wave 115 ' is a storage facility 119 provided a bearing that can be plugged onto the upper end 121 and an associated bearing plate 123 includes. Out 7 different assembly / disassembly steps are recognizable:
In the assembled state, the toothed belt ZR 3 is suitably pretensioned via the drive wheel 103 ' placed. He is from the pulleys 111 ' guided. A tension-relieved or relaxed arrangement of the toothed belt is shown by a dash-dotted line. It turns out that the timing belt is loose over the drive wheel 103 ' can be performed. When the toothed belt is further relaxed, one end of this toothed belt can be, as indicated by the bold double arrow 125 hinted at the free end of the shaft 115 ' led and deducted. With a correspondingly stable bearing of the shaft 115 ' can on the storage facility 119 be dispensed with and thus also the removable bearing 121 , For reasons of an improved, safe guidance of the shaft 115 ' but can also get their top end storage, if this, as from 7 can be seen, is designed to be removable, so that a loop of the toothed belt over the free end of the shaft 115 ' can be lifted to assemble or disassemble the toothed belt.
Aus dem oben Gesagten wird folgendes
ersichtlich:
Dadurch, daß die
Zahnriemen des Roboters 1 von der der Energieversorgung
der Antriebseinrichtung A gegenüberliegenden
Seite montiert beziehungsweise demontiert werden, können sämtliche
Energieversorgungsleitungen für
die Antriebseinrichtung und die Versorgungsleitungen für den Manipulator 43 unverändert bleiben.
Insbesondere bedarf es keinerlei Trennung derartiger Leitungen,
um den Zahnriemen ein- oder auszubauen. Es ist lediglich erforderlich, den
Zahnriemen außen
um dem Grundkörper
des Roboters, der durch das Grundelement 3 und minde stens
ein Linearschlitten, hier durch die beiden Linearschlitten 5 und 7 gebildet
wird, herumzuführen. Selbst
im Übergangsbereich
zwischen dem Grundelement 3 und dem ersten Linearschlitten 5 beziehungsweise
zwischen dem ersten Linearschlitten 5 und dem zweiten Linearschlitten 7 ist
eine Demontage des Zahnriemens ohne weiteres möglich, ohne daß es einer
Zerlegung des Robotors 1 bedürfte. Aus 3 ist ersichtlich, daß der Zahnriemen ZR1 über die
Umlenkrolle U'' abgehoben und zwischen
den Umlenkrollen U' herausgezogen
werden kann. Danach kann der Zahnriemen ZR1 frei
vom Grundelement 3 nach oben abgehoben werden. Entsprechend kann
der Zahnriemen bei einer Ausgestaltung gemäß 4 von dem Antriebsrad 103 abgehoben
und zwischen den Umlenkrollen 101 herausgezogen werden,
so daß die
U-förmige
Schleife geglättet
wird, also entfällt.
Dann kann der Zahnriemen ZR2 über die Umlenkrolle
U " am Ende des
ersten Linearschlittens 5 abgehoben und dann zwischen den
Umlenkrollen U' am
Joch 39 herausgezogen werden. Sobald dies erfolgt ist,
kann der komplette Zahnriemen ZR2 vollständig vom
Grundelement 3 des Roboter 1 abgehoben werden,
ohne daß es
der Demontage des Robotors bedürfte.The following can be seen from the above:
The fact that the toothed belt of the robot 1 All energy supply lines for the drive device and the supply lines for the manipulator can be assembled or disassembled from the side opposite the energy supply of the drive device A. 43 remain unchanged. In particular, there is no need to separate such lines in order to install or remove the toothed belt. It is only necessary to put the toothed belt around the outside of the basic body of the robot through the basic element 3 and at least one linear slide, here through the two linear slides 5 and 7 is formed to lead around. Even in the transition area between the basic element 3 and the first linear slide 5 or between the first linear slide 5 and the second linear slide 7 disassembly of the toothed belt is easily possible without disassembling the robot 1 would require. Out 3 it can be seen that the toothed belt ZR 1 can be lifted off via the deflection roller U '' and pulled out between the deflection rollers U '. The toothed belt ZR 1 can then be free of the basic element 3 can be lifted upwards. Accordingly, the toothed belt can be designed according to 4 from the drive wheel 103 lifted off and between the pulleys 101 be pulled out so that the U-shaped loop is smoothed, so it is omitted. Then the toothed belt ZR 2 over the deflection roller U "at the end of the first linear slide 5 lifted off and then between the pulleys U 'on the yoke 39 be pulled out. As soon as this is done, the complete toothed belt ZR 2 can be completely removed from the basic element 3 of the robot 1 be lifted off without the need to dismantle the robot.
6 läßt noch
einmal deutlich erkennen, daß ein
Zahnriemen, hier beispielsweise der Zahnriemen ZR3,
leicht demontierbar ist. Er kann über die Umlenkrolle U'' des ersten Linearschlittens 5 abgehoben
werden, ebenso vom Antriebsrad 103' des zweiten Linearschlittens 7.
Er wird dabei über
das freie Ende der Welle 115' gehoben,
wie dies in 7 gezeigt
wurde. Die U-förmige
Schlaufe des Zahnrie mens ZR3 kann dann zwischen
den Umlenkrollen 111' herausgezogen
werden. Die sich ergebenden freien Enden des Zahnriemens werden
durch den Zwischenraum zwischen dem Joch 57 und der hier nicht
dargestellten Oberfläche 63 des
Roboters 1 hindurchgezogen, wobei der seitliche freie Abstand
d und e des Jochs 57 zum ersten Linearschlitten 5 für eine leichte
Montage entscheiden ist. 6 can be clearly seen again that a toothed belt, here for example the toothed belt ZR 3 , is easy to remove. He can over the guide roller U '' of the first linear slide 5 be lifted off, also from the drive wheel 103 ' of the second linear slide 7 , He is going over the free end of the wave 115 ' raised like this in 7 was shown. The U-shaped loop of the Zahnrie mens ZR 3 can then between the pulleys 111 ' be pulled out. The resulting free ends of the toothed belt are defined by the space between the yoke 57 and the surface not shown here 63 of the robot 1 pulled through, the lateral free distance d and e of the yoke 57 to the first linear slide 5 opt for easy assembly.
Das nun auf der Oberfläche 63 des
ersten Linearschlittens 5 liegende freie Ende des Zahnriemens
ZR3 kann durch das Joch 39 gezogen
werden, so daß die
U-förmige
Schleife zwischen den Umlenkrollen U' entfernt werden kann. Außerdem kann
das freie Ende des Zahnriemens ZR3 von den
der Antriebseinrichtung A gegenüberliegenden
Umlenkrollen U des Grundelements 3 abgehoben werden. Die dabei
entstehende freie Schleife kann zwischen der Führungseinrichtung 41 und
der Oberfläche 63 des Roboters 1 hindurchgezogen
werden. Schließlich wird
der Zahnriemen ZR3 von den Umlenkrollen
U, die im Bereich der Antriebseinrichtung A vorgesehen sind, abgehoben.
Dabei ist der Zahnriemen ZR3 vollständig entfernt. Eine Montage
des Zahnriemens erfolgt in umgekehrter Folge. Weder beim Ein- noch beim
Ausbau bedarf es der Entfernung irgendwelcher Teile des Roboters 1.Now on the surface 63 of the first linear slide 5 The free end of the toothed belt ZR 3 can lie through the yoke 39 are pulled so that the U-shaped loop between the guide rollers U 'can be removed. In addition, the free end of the toothed belt ZR 3 from the deflection rollers U of the base element opposite the drive device A. 3 be lifted off. The resulting free loop can be between the guide device 41 and the surface 63 of the robot 1 be pulled through. Finally, the toothed belt ZR 3 is lifted off the deflection rollers U, which are provided in the area of the drive device A. The timing belt ZR3 is completely removed. The timing belt is installed in the reverse order. There is no need to remove any parts of the robot when installing or removing it 1 ,
Entscheidend für die freie Montierbarkeit/Demontierbarkeit
des Zahnriemens beziehungsweise der Zahnriemen des Roboters 1 ist,
daß die
Energieversorgung und die Montage von gegenüberliegenden Seiten erfolgt.
Es ist daher ohne weiteres möglich,
den Roboter in hängender
Ausführung
auszugestalten, den Ständer 53 also
an einer geeigneten Trageinrichtung, beispielsweise einem Deckenbalken
zu befestigen und den Roboter 1 beziehungsweise das Grundelement 3 daran
aufzuhängen.
In einem solchen Fall erfolgt die Energieversorgung der Antriebseinrichtung
und die des Manipulators 43 von oben, während Zahnriemen des Roboters
von unten ein- und ausgebaut werden. Dadurch, daß der Zahnriemen außen um den
Grundkörper
des Roboters herumgeführt
ist, ist ein Wechsel des Zahnriemens sehr leicht möglich. Dies
ist unabhängig
davon der Fall, ob der Roboter ein oder zwei Linearschlitten aufweist. Die
hier dargestellte Version ist beispielhaft mit zwei Linearschlitten
ausgebildet. Denkbar ist es grundsätzlich auch, komplexere Aufbauten
mit mehr als zwei Linearschlitten vorzusehen.Crucial for the free assembly / disassembly of the toothed belt or the toothed belt of the robot 1 is that the power supply and the assembly are opposite the sides. It is therefore easily possible to design the robot in a hanging version, the stand 53 So to attach to a suitable support device, such as a ceiling beam and the robot 1 or the basic element 3 hanging on it. In such a case, the drive device and the manipulator are supplied with energy 43 from above, while the robot's timing belt is installed and removed from below. Because the toothed belt is guided around the outside of the basic body of the robot, it is very easy to change the toothed belt. This is the case regardless of whether the robot has one or two linear slides. The version shown here is designed with two linear slides as an example. In principle, it is also conceivable to provide more complex structures with more than two linear slides.
Es ist überdies möglich, den Linearschlitten 5 nicht
nur entlang der Längsrichtung
des Grundelements 3 verfahrbar auszubilden, denkbar ist
es auch, diesen senkrecht zur Längserstreckung
des Grundelements verlagerbar auszugestalten.It is also possible to use the linear slide 5 not just along the length of the base element 3 To make it movable, it is also conceivable to make it displaceable perpendicular to the longitudinal extent of the basic element.
Die Beschreibung zu den 1 bis 7 hat auch gezeigt, daß für den Manipulator
drei antreibbare Achsen vorgesehen werden können und daß zusätzlich auch noch Versorgungsleitungen
für Strom, Hydraulikflüssigkeit
oder ein gasförmiges
Medium bis zum Manipulator geführt
werden können,
ohne daß sie
die Vorteile der hier beschriebenen technischen Lösung aufheben
würden.
Es bleibt gewährleistet, daß Zahn riemen
des Roboters leicht ein- und ausgebaut werden können.The description of the 1 to 7 has also shown that three drivable axes can be provided for the manipulator and that in addition supply lines for electricity, hydraulic fluid or a gaseous medium can also be routed to the manipulator without canceling out the advantages of the technical solution described here. It remains guaranteed that toothed belts of the robot can be easily installed and removed.
Anstelle von Zahnriemen können auch
beliebige andere band- oder balkenförmige Antriebseinrichtungen
verwendet werden. In allen Fällen
ergibt sich der beschriebene Vorteil, daß eine Montage/Demontage der
Antriebseinrichtungen ohne eine Zerlegung des Roboters leicht möglich ist.Instead of timing belts, too
any other band or bar-shaped drive devices
be used. In all cases
there is the described advantage that assembly / disassembly of the
Drive devices is easily possible without disassembling the robot.
