AT509320B1 - Verfahrbare roboterzelle - Google Patents

Abstract

Es wird eine verfahrbare Roboterzelle (1) mit einem einen Roboter (6) aufnehmenden, mit Laufrollen (3, 4) versehenen Gestell (2) und mit einer lastabtragenden Abstützeinrichtung (9) für das Gestell(2) beschrieben. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass das Gestell (2) einen gesonderten Tragrahmen (8) für den Roboter (6)bildet und dass die lastabtragende Abstützeinrichtung (9) am Tragrahmen (8) für den Roboter (6) angreift.

Description

österreichisches Patentamt AT509 320 B1 2011-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine verfahrbare Roboterzelle mit einem einen Roboter aufnehmenden, mit Laufrollen versehenen Gestell und mit einer lastabtragenden Abstützeinrichtung für das Gestell.

[0002] Roboterzellen stellen Schutzeinrichtungen dar, die einen gefährlichen Zutritt zum Roboter verhindern, eine Werkstück- oder Werkzeughandhabung durch den Roboter aber nicht behindern. Sind in einer Bearbeitungsanlage mehrere mit Hilfe eines Roboters bedienbare Bearbeitungsstationen vorgesehen, die nicht gleichzeitig zum Einsatz kommen, so kann der durch Roboter für jede Bearbeitungsstation bedingte Aufwand durch eine verfahrbare Roboterzelle vermieden werden, die jeweils der im Einsatz befindlichen Bearbeitungsstation zugeordnet wird. Die verfahrbare Roboterzelle muss zu diesem Zweck nicht nur genau gegenüber den einzelnen Bearbeitungsstationen positioniert werden, sondern auch sicherstellen, dass die hohen dynamischen Kräfte aufgenommen und abgetragen werden können. Bei einer bekannten Konstruktion wird dies durch eine den einzelnen Bearbeitungsstationen zugeordnete, lastabtragende Abstützeinrichtung für die Roboterzelle erreicht. Voraussetzung ist allerdings ein Gestell mit einer zur Aufnahme der dynamischen Belastungen ausreichend steif ausgebildeten Bodenkonstruktion, was neben einem erheblichen Konstruktionsaufwand den Nachteil mit sich bringt, dass die damit einhergehende Gewichtszunahme einem einfachen Verfahren der Roboterzelle von Hand aus entgegensteht.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verfahrbare Roboterzelle so auszubilden, dass mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Mitteln eine gute Abtragung aller durch den Roboter bedingter Belastungen gewährleistet werden kann, ohne auf ein einfaches Verfahren der Roboterzelle verzichten zu müssen.

[0004] Ausgehend von einer verfahrbaren Roboterzelle der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Gestell einen gesonderten Tragrahmen für den Roboter bildet und dass die lastabtragende Abstützeinrichtung am Tragrahmen für den Roboter angreift.

[0005] Da zufolge dieser Maßnahmen der Roboter mit Hilfe des gesonderten Tragrahmens für sich auf der Abstützeinrichtung lastabtragend gelagert werden kann, bleibt das übrige Gestell der Roboterzelle im Wesentlichen von Belastungen durch den Roboter frei, was vorteilhafte Voraussetzungen für eine einfache und leichte Gestellkonstruktion schafft, weil insbesondere die dynamischen Kräfte des Roboters über den gesonderten Tragrahmen unmittelbar in die Abstützeinrichtung eingeleitet werden können. Mit der vergleichsweise leichten Gestellkonstruktion ist außerdem ein verringerter Fahrwiderstand verbunden, was der einfachen Handhabung der verfahrbaren Roboterzellen zugutekommt.

[0006] Um günstige Konstruktionsbedingungen zu ermöglichen, kann die Abstützeinrichtung wenigstens eine am Tragrahmen befestigte, mit einem bodenseitigen Auflager zusammenwirkende Stützplatte und eine Spanneinrichtung zum lastabtragenden Verbinden der Stützplatte mit dem bodenseitigen Auflager aufweisen. Zur lastabtragenden Lagerung der Roboterzelle braucht in diesem Fall lediglich das Gestell mit der Stützplatte des Tragrahmens für den Roboter auf das bodenseitige Auflager abgesenkt und dann die Stützplatte mit dem Auflager verspannt zu werden. Mit dem Absenken des Gestells kann zugleich eine vorteilhafte Lageausrichtung des Gestells verbunden werden, weil es zu diesem Zweck ausreicht zwischen der Stützplatte und dem Auflager entsprechende Zentrierungen, beispielsweise Zentrierstifte, vorzusehen.

[0007] Obwohl die Spanneinrichtung unterschiedlich ausgeführt sein kann, ergeben sich besonders einfache Handhabungsbedingungen, wenn die Spanneinrichtung die Stützplatte und das bodenseitige Auflager durchsetzende, verschiebbar geführte Zuganker und einen Stelltrieb für die Zuganker umfasst. Werden die Zuganker über den Stelltrieb gespannt, so wird die Stützplatte an das bodenseitige Auflager angedrückt, was die Übertragung von Zug-, Druck- und Schubkräften erlaubt. Als Stelltriebe für die Zuganker können dabei mit Vorteil Kniehebeltriebe 1 17 österreichisches Patentamt AT509 320 B1 2011-08-15 eingesetzt werden, die günstige Hebelübersetzungen für das Spannen der Zuganker und eine werkzeuglose Handhabung der Spanneinrichtung ermöglichen.

[0008] Das für eine lastabtragende Lagerung der Roboterzelle auf einer Abstützeinrichtung vorteilhafte Absenken des Gestells kann in einfacher Art dadurch erreicht werden, dass der Tragrahmen wenigstens eine Schwinge mit einem Schwenktrieb zur höhenverstellbaren Lagerung zumindest einer Laufrolle aufweist. Über die Schwenkverstellung der Schwinge kann somit die Roboterzelle im Bereich des Tragrahmens für den Roboter angehoben und in der dadurch bedingten Neigungslage des Gestells verfahren werden, um auf ein entsprechendes bodenseitiges Auflager einer Abstützeinrichtung abgesenkt zu werden. Durch ein gegensinniges Ausschwenken der Schwinge kann das Gestell zum Lösen der Roboterzelle von der Abstützeinrichtung abgehoben werden. Um einen das Verschwenken der Schwinge erleichternden Gewichtsausgleich zu schaffen, kann an der Schwinge eine Gewichtsausgleichsfeder angreifen, sodass zur Schwenkverstellung der Schwinge ein vergleichsweise geringes Schwenkmoment aufzubringen ist. Um eine Handbetätigung für den Stelltrieb zu ermöglichen, kann der Schwenktrieb für die Schwinge als über einen Stößel an der Schwinge angreifender Nockentrieb ausgebildet sein, der für die Schwenkverstellung der Schwinge günstige Hebelverhältnisse mit sich bringt. Die Stellkräfte werden über den geführten Stößel auf die Schwinge übertragen.

[0009] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.

[0010] Es zeigen [0011] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Roboterzelle in einer vereinfachten, zum Teil aufgerisse nen Seitenansicht, [0012] Fig. 2 diese Roboterzelle ausschnittsweise im Bereich einer heb- und senkbaren, mitti gen Laufrolle in einem vereinfachten Längsschnitt in einem größeren Maßstab, [0013] Fig. 3 die Roboterzelle ausschnittsweise im Bereich einer Abstützeinrichtung in einem größeren Maßstab, [0014] Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung der Roboterzelle, jedoch mit gespannten Spanneinrichtungen zwischen der gestellseitigen Stützplatte und dem bodenseitigen Auflager und [0015] Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3.

[0016] Die Roboterzelle 1 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein Gestell 2 auf, das mit zwei vorderen Laufrollen 3 und einen mittleren hinteren Laufrolle 4 versehen ist. Der Fuß 5 des von der Roboterzelle 1 aufgenommenen Roboters 6 stützt sich auf einer Konsole 7 ab, die auf einem gesonderten Tragrahmen 8 des Gestells 2 befestigt ist. Gemäß den Fig. 3 und 4 ist eine lastabtragende Abstützeinrichtung 9 vorgesehen, die ein bodenseitiges Auflager 10 umfasst, das mit einer Stützplatte 11 des Tragrahmens 8 zusammenwirkt. Zum Verspannen des Tragrahmens 8 mit dem Auflager 10 ist der Abstützeinrichtung 9 eine Spanneinrichtung 12 zugeordnet, die die Stützplatte 11 und das bodenseitige Auflager 10 durchsetzende, verschiebbar geführte Zuganker 13 und einen Stelltrieb für die Zuganker 13 in Form eines Kniehebeltriebs 14 aufweist. Diese Kniehebeltriebe 14 sind einerseits an der an der Stützplatte 11 abgestützten Verschiebeführung 15 für die Zuganker 13 und anderseits an den Zugankern 13 angelenkt, sodass die Zuganker 13 über einen Betätigungshebel für die Kniehebeltriebe 14 aus der in der Fig. 3 dargestellten gelösten Lage in die anschlagbegrenzte Spannlage nach der Fig. 4 verlagert werden können, in der die Spannköpfe 16 der Zuganker 13 das Auflager 10 untergreifen und die Stützplatte 11 zug-, druck-, und schubfest an das Auflager 10 andrücken. Zum Einführen der Zuganker 13 der Spanneinrichtung 12 in das bodenseitige Auflager 10 der Abstützeinrichtung bildet das als Auflagerplatte geformte Auflager 10 gemäß der Fig. 5 schlitzartige Einführführungen 17 für die Zuganker 13, wenn die Roboterzelle 1 in Richtung dieser schlitzartigen Einführführungen 17 über die Abstützeinrichtung 9 verfahren wird. Zur genauen Positionierung der Roboterzelle 1 gegenüber der Abstützeinrichtung 10 ist die Stützplatte 11 mit Zentrierstiften 18 versehen, die in entsprechende Zentrierausnehmungen im Auflager 10 ein-greifen. Dies bedeutet allerdings, dass zum lagegenauen Ausrichten des Gestells 2 gegenüber 2/7

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT509 320 B1 2011-08-15 der Abstützeinrichtung 9 das Gestell 2 abgesenkt werden muss. [0017] Um das Heben und Senken des Gestells 2 in vorteilhafter weise vornehmen zu können, ist die hintere Laufrolle 4 gemäß den Fig. 1 und 2 in einer im Rahmen 8 angelenkten Schwinge 19 gelagert, die mit Hilfe eines Schwenktriebs 20 aus einer anschlagbegrenzten Grundstellung nach der Fig. 1 in eine nach unten ausgeschwenkte Fahrstellung nach der Fig. 2 verlagert werden kann. Der Schwenktrieb 20 umfasst vorzugsweise einen mittels eines Handhebels betätigbaren Nockentrieb 21, der über einen Stößel 22 auf die Schwinge 19 im Ausschwenksinn einwirkt. Um über den Stelltrieb 20 nicht das über die Laufrolle 4 abzutragende, anteilige Gewicht der Roboterzelle 1 anheben zu müssen, wird die Schwinge 19 mit einer Gewichtsausgleichsfeder 23 beaufschlagt, sodass zur Betätigung des Schwenktriebs 20 nur vergleichsweise geringe Kräfte erforderlich werden. [0018] Mit dem Ausschwenken der hinteren Laufrolle 4 wird das Gestell 2 über die vorderen Laufrollen 3 als Schwenkachse angekippt und kann somit in einfacher Weise über die Abstützeinrichtung 9 verfahren werden. Die beidseits der mittleren hinteren Laufrolle 4 vorgesehenen, mit je einem Auflager 10 der Abstützeinrichtung 9 zusammenwirkenden Stützplatten 11 des Tragrahmens 8 für den Roboter 6 weisen zur Erleichterung der Einführung der Spannanker 13 in die Einführführungen 17 gegen das Auflager 10 vorstehende, in die Einführführungen 17 eingreifende Anschlagkörper 24 auf, die den Fahrweg der Roboterzelle 1 im Bereich der Abstützeinrichtung 9 begrenzen und damit eine einfache Lagezentrierung des Gestells 2 über die Zentrierstifte 18 ermöglichen, die in dieser anschlagbegrenzten Endlage des Gestells 2 durch ein Absenken des Gestells 2 über die Schwinge 19 in die Zentrieröffnungen des Auflagers 10 eingreifen. Nach dem Spannen der Spanntriebe 12 für die Zuganker 13 ist dann die Roboterzelle gegenüber der den jeweiligen Bearbeitungsstationen zugeordneten Abstützeinrichtungen 9 festgelegt, wobei die im Bereich des Roboters 6 auftretenden Kräfte und Momente über die Konsole 7 und den Tragrahmen 8 unmittelbar auf die Abstützeinrichtung 9 abgetragen werden, ohne die übrigen Gestellteile zu belasten, die folglich unabhängig von den im Roboterbereich auftretenden Kräfte ausgelegt werden können. Patentansprüche 1. Verfahrbare Roboterzelle (1) mit einem einen Roboter (6) aufnehmenden, mit Laufrollen (3, 4) versehenen Gestell (2) und mit einer lastabtragenden Abstützeinrichtung (9) für das Gestell (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (2) einen gesonderten Tragrahmen (8) für den Roboter (6)bildet und dass die lastabtragende Abstützeinrichtung (9) am Tragrahmen (8) für den Roboter (6) angreift.
2. 2. Verfahrbare Roboterzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtung (9) wenigstens eine am Tragrahmen (8) befestigte, mit einem bodenseitigen Auflager (10) zusammenwirkende Stützplatte (11) und eine Spanneinrichtung (12) zum lastabtragenden Verbinden der Stützplatte (11) mit dem bodenseitigen Auflager (10) aufweist.
3. 3. Verfahrbare Roboterzelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (12) die Stützplatte (11) und das bodenseitige Auflager (10) durchsetzende, verschiebbar geführte Zuganker (13) und einen Stelltrieb für die Zuganker (13) umfasst.
4. 4. Verfahrbare Roboterzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stelltrieb für die Zuganker (13) als Kniehebeltrieb (14) ausgebildet ist.
5. 5. Verfahrbare Roboterzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (8) wenigstens eine Schwinge (19) mit einem Schwenktrieb (20) zur höhenverstellbaren Lagerung zumindest einer Laufrolle (4) aufweist.
6. 6. Verfahrbare Roboterzelle (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schwinge (19) eine Gewichtsausgleichsfeder (23) angreift. 3/7 österreichisches Patentamt AT509 320 B1 2011-08-15
7. 7. Verfahrbare Roboterzelle (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenktrieb (20) für die Schwinge (19) als über einen Stößel (22) an der Schwinge (19) angreifender Nockentrieb (21) ausgebildet ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 4/7