WO2017067726A1

WO2017067726A1 - Parallel-kinematics robot and method for operating same

Info

Publication number: WO2017067726A1
Application number: PCT/EP2016/072140
Authority: WO
Inventors: Christian Westermeier; Josef Unterseher; Manuel Kollmuss
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-10-20
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2018-04-20
Also published as: DE102015220357A1

Abstract

Disclosed is a parallel-kinematics robot (10) and a method for operating and/or manipulating same. The robot (10) comprises: a suspension element (18) or base, to which at least two separately driven and independently movable actuating arms (20) are hingedly fastened or mounted, each arm being formed by an upper arm (22), which can be moved by means of a drive, and a lower arm (24) hingedly mounted on said upper arm; and a manipulator (16) and/or tool holder or tool head (26), which is hingedly mounted on the lower arms (24) of the at least two actuating arms (20) and which can be moved within a definable motion range (30) by means of movements of the actuating arms (20). The manipulator (16) and/or tool holder or tool head (26) has a section (38) which can be rotated in relation to the suspension element (18) or base, or in relation to the actuating arms (20) and which is rotatably connected to the manipulator (16) and/or tool holder or tool head (26) via an electrical direct drive (42). The electrical direct drive (42) carries out rotational movements of the rotatable section (38).

Description

Parallelkinematik- Roboter u nd Verfahren zu m Betreiben eines solchen Parallel kinematic robot and method to operate such

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Parallelkinematik-Roboter mit den The present invention relates to a parallel kinematic robot with the

Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 . Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben und/oder zur Handhabung eines solchen Parallelkinematik-Roboters gemäß des unabhängigen Verfahrensanspruches 1 1 . Features of independent claim 1. In addition, the invention relates to a method for operating and / or handling such a parallel kinematic robot according to the independent method claim 11.

Bekannte Verpackungs- oder Palettieranlagen zum Stapeln und Palettieren von Objekten wie Paketen oder Gebinden mit mehreren Artikeln wie bspw. Getränkebehältern weisen üblicherweise Horizontalfördereinrichtungen mit Förderbändern auf, auf denen die Stückgüter oder Gebinde in ununterbrochener oder unregelmäßiger Folge zu einer Handhabungseinrichtung befördert werden. Dort erfolgt eine Verschiebung, Ausrichtung und/oder Drehen einzelner Stückgüter oder Gebinde, um diese in eine geeignete räumliche Anordnung zu bringen, die eine Basis bildet, um die Stückgüter oder Gebinde in nachgeordneten Gruppierstationen zu stapelfähigen Stückgut- oder Gebindelagen zusammenzuschieben. Known packaging or palletizing systems for stacking and palletizing objects such as packages or containers with several articles such as beverage containers usually have horizontal conveyors with conveyor belts on which the piece goods or packages are transported in uninterrupted or irregular sequence to a handling device. There is a shift, alignment and / or turning individual piece goods or containers to bring them into a suitable spatial arrangement, which forms a basis to push together the piece goods or containers in subordinate Gruppierstationen stackable piece goods or bundle layers.

In aktuellen Abfüll- und Verpackungslinien werden zahlreiche unterschiedliche Varianten zum Drehen von Gebinden eingesetzt, die bspw. geeignete bewegliche In current filling and packaging lines, numerous different variants are used for turning containers, for example suitable movable ones

Anschläge oder zwei Bänder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufweisen können. Bekannte Handhabungseinrichtungen können auch mit Greifern versehen sein, die bspw. an einem Portalsystem aufgehängt und in einem definierten Bewegungsbereich verschoben, rotiert und zudem in vertikaler Richtung bewegt werden können, um einzelne Stückgüter oder Gebinde zum Drehen und/oder Verschieben anheben zu können. Die Greifer können bspw. auch an Mehrachsroboterarmen angeordnet sein, die seitlich an den Horizontalfördereinrichtungen platziert sind. Derartige Greifvorrichtungen sind etwa aus der EP 2 388 216 A1 bekannt. Stops or two bands can have different speeds. Known handling devices can also be provided with grippers, for example, suspended on a gantry system and moved in a defined range of motion, rotated and also can be moved in the vertical direction to lift individual cargo or containers for turning and / or moving. The grippers can, for example, also be arranged on multi-axis robot arms, which are placed laterally on the horizontal conveyors. Such gripping devices are known for example from EP 2 388 216 A1.

Darüber hinaus gibt es weitere Handhabungseinrichtungen zum Greifen, In addition, there are other handling devices for gripping,

Verschieben, Drehen und/oder Versetzen von Artikeln oder Gebinden, die auf sog. Moving, rotating and / or moving of articles or containers based on so-called

Deltarobotern oder Parallelkinematik-Robotern basieren, welche in einer dreiarmigen Ausführung auch als Tripode bezeichnet werden. Jeder der Arme eines solchen Tripods oder Deltaroboters besteht aus einem an der Basis um eine gestellfeste Schwenkachse angetrieben verschwenkbar angeordneten Oberarm und einem mit dem Oberarm und einem Koppelelement gelenkig verbundenen Unterarm. Der Unterarm ist hierbei passiv, frei von einem Antrieb zu dessen Verschwenkung gegenüber dem Oberarm oder dem Koppelelement ausgeführt. Einer oder mehrere der Unterarme können bspw. über Kugelgelenke oder andere mehrachsig bewegliche Gelenke mit den jeweils zugehörigen Oberarmen und dem Koppelelement verbunden sein. Ein solcher einzelner Unterarm ist frei schwenkbar und besitzt keine Eigenstabilität. Alle Oberarme eines Deltaroboters sind jeweils um vorzugsweise innerhalb einer gemeinsamen Ebene liegende Schwenkachsen verschwenkbar angetrieben gelagert. Drei mit dem Koppelelement und jeweils mit ihrem zugehörigen Oberarm verbundene Unterarme bilden in jeder Position ein Kraftdreieck, das sich nur bewegen lässt, wenn die drei Oberarme synchron die für sie berechneten Schwenkbewegungen um deren gestellfeste Schwenkachsen ausführen. Zwei oder mehr Schwenkachsen können parallel verlaufen; in der Regel weisen alle Schwenkachsen zwei Schnittpunkte mit anderen Schwenkachsen auf. Deltarobotern or parallel kinematic robots are based, which are referred to in a three-arm design as Tripode. Each of the arms of such a tripod or delta robot consists of a driven at the base about a frame fixed pivot axis pivotally mounted upper arm and articulated to the upper arm and a coupling element connected to the lower arm. The forearm is passive, executed free of a drive to its pivoting relative to the upper arm or the coupling element. For example, one or more of the lower arms may be connected via ball joints or other multiaxially movable joints to the respectively associated upper arms and the coupling element. Such a single forearm is free to pivot and has no inherent stability. All upper arms of a delta robot are in each case mounted so as to be pivotable about preferably pivot axes lying within a common plane. Three connected to the coupling element and each with its associated upper arm forearms form a force triangle in each position, which can only move when the three upper arms synchronously perform the calculated for them pivotal movements about their fixed frame pivot axes. Two or more pivot axes can be parallel; As a rule, all pivot axes have two points of intersection with other pivot axes.

Wenigstens einer der Unterarme kann wahlweise aus zwei auch als Elle und Speiche bezeichneten, ein Parallelogrammgestänge bildenden Gestängeelementen bestehen, um das Koppelelement in zumindest einer vorgegebenen Ausrichtung relativ zur Basis zu führen. Typischerweise sind alle Unterarme jeweils aus solchen als At least one of the lower arms can optionally consist of two linkage elements, also referred to as ellipses and spokes, forming a parallelogram linkage, in order to guide the coupling element in at least one predetermined orientation relative to the base. Typically, all forearms are each made of such

Parallelogrammgestänge fungierenden Strebenpaaren gebildet. Das an den Unterarmen gelenkig aufgehängte Koppelelement dient dabei als Arbeitsplattform, die in der Praxis auch als Tool-Center-Point (TCP) bezeichnet wird. An diesem TCP kann ein Manipulator angeordnet sein, bspw. in Gestalt von gegeneinander zustellbaren Greifarmen o. dgl. Handhabungseinrichtung, so dass damit Artikel, Gebinde o. dgl. Stückgüter ergriffen und gedreht, verschoben oder von einer Auflagefläche angehoben werden können. Parallelogram linkage acting struts formed pairs. The coupling element hinged to the forearms serves as a working platform, which in practice is also referred to as a Tool Center Point (TCP). At this TCP, a manipulator may be arranged, for example. In the form of mutually deliverable gripping arms o. The like. Handling device, so that thus articles, containers o. The like. Piece goods can be gripped and rotated, moved or lifted from a support surface.

Der an der Arbeitsplattform bzw. dem TCP angeordnete Manipulator kann wahlweise drehbar gelagert sein oder einen drehbaren Abschnitt aufweisen, um den Manipulator bzw. daran befestigte Greifer oder Werkzeuge ausrichten oder eine gewünschte Drehung der Artikel oder Stückgüter bzw. eine gewünschte Drehung des Werkzeuges ausführen zu können. Anstelle einer antreibbar drehbaren Lagerung des Manipulators am Koppelelement ist grundsätzlich auch denkbar, den Manipulator unverdrehbar am Koppelelement anzuordnen und das gesamte Koppelelement unter entsprechender Ausgleichbewegung der Arme vermittels einer teleskopierbaren The arranged on the working platform or the TCP manipulator can either be rotatably mounted or have a rotatable portion to align the manipulator or attached gripper or tools or to perform a desired rotation of the article or piece goods or a desired rotation of the tool can , Instead of a drivable rotatable mounting of the manipulator on the coupling element is basically also conceivable to arrange the manipulator non-rotatably on the coupling element and the entire coupling element with a corresponding compensating movement of the arms by means of a telescopic

Antriebswelle, die teilweise auch als vierte Achse bezeichnet wird, gegenüber der Basis zu verdrehen. Damit einhergehend ist jedoch der Nachteil eines nur eingeschränkten Drehwinkels des Koppelelements. Die Einschränkung ergibt sich durch das Erreichen von Endanschlägen der gelenkigen Verbindungen der Oberarme und/oder des Koppelelements mit den Unterarmen und/oder dem gegenseitigen Kontakt benachbarter Unterarme. Drive shaft, which is sometimes referred to as the fourth axis, to rotate relative to the base. However, this is associated with the disadvantage of only limited rotation angle of the coupling element. The restriction results from the achievement of end stops of the articulated joints of the upper arms and / or the Coupling element with the forearms and / or the mutual contact of adjacent forearms.

Aus der DE 10 2010 006 155 A1 , aus der DE 10 2013 208 082 A1 sowie aus der US 8 210 068 B1 sind jeweils unterschiedliche Handhabungseinrichtung mit Tripoden bekannt. DE 10 2010 006 155 A1, DE 10 2013 208 082 A1 and US Pat. No. 8,210,068 B1 each disclose different handling devices with tripods.

Was bei solchen bekannten Parallelkinematik-Robotern teilweise auch als What in such known parallel kinematic robots partially as

Bewegungen um eine fünfte Achse bezeichnet wird, kann bspw. Zustell- und Movements about a fifth axis is called, for example, delivery and

Öffnungsbewegungen von Greifbacken meinen, die an dem um die sog. vierte Achse rotierbaren Manipulator bzw. Werkzeughalter angeordnet sind. Bei einigen Opening movements of jaws, which are arranged on the rotatable about the so-called. Fourth axis manipulator or tool holder. For some

Ausführungsvarianten ist zumindest die Drehachse zentral mittig zu einer Aufhängung angeordnet, an der die Stellarme verankert sind, wobei über eine teleskopierbare Kardan- Drehmoment-Welle der Werkzeugträger verdreht wird. Unterhalb des rotierenden Embodiments at least the axis of rotation is centrally located centrally to a suspension to which the actuating arms are anchored, being rotated via a telescopic gimbal torque shaft of the tool carrier. Below the rotating

Werkzeugträgers befindet sich dann ein Greifer, dessen Achse zur Klemmung von Gebinden oder Stückgütern von einem mitfahrenden Motor angetrieben wird. Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist diese vierte zentrale Drehwelle so großvolumig ausgeführt, dass in deren Hohlraum weitere gestellfeste Antriebsachsen Platz finden, die über weitere teleskopierbare Kardan-Drehmoment-Wellen am Werkzeugträger Tool carrier is then a gripper whose axis is driven for clamping of containers or piece goods by a moving motor. In a further embodiment, this fourth central rotary shaft is designed so large volume that find in the cavity more frame-fixed drive axles place, via other telescopic gimbal torque waves on the tool carrier

Werkzeugbewegungen wie z.B. das Klemmen eines Werkstücks mit Klemmbacken ausführen können. Einen als Parallelkinematik-Roboter ausgebildeten Industrieroboter mit einer äußeren Kardanwelle und einer innenliegend geführten inneren Kardanwelle offenbart die WO 2014/0531 15 A1 . Tool movements such as can perform clamping of a workpiece with jaws. An industrial robot designed as a parallel kinematic robot with an outer cardan shaft and an inner cardan shaft guided on the inside discloses WO 2014/0531 15 A1.

Ein einfacher aufgebauter Roboter mit Delta-Kinematik mit einem drehbar in einer Werkzeugaufnahme angeordneten Werkzeug findet sich in der EP 2 241 416 B1 offenbart. Die Werkzeugdrehungen werden mittels eines Getriebemotors durchgeführt, der an einer beweglich an Stellarmen aufgehängten Gelenkplatte angeordnet ist. A simple constructed robot with delta kinematics with a rotatably arranged in a tool holder tool is disclosed in EP 2 241 416 B1. The tool turns are carried out by means of a geared motor, which is arranged on a hinged to positioning arms hinge plate.

Da ein solcher Getriebemotor relativ schwer ist und da die damit realisierbaren Drehmomente aufgrund der notwendigen Abstützungsaufgaben der Stellarme begrenzt sind, kann ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, einen einfach aufgebauten Parallelkinematik-Roboter mit einem Drehantrieb in einem an den Stellarmen beweglich aufgehängten Manipulator oder Werkzeugträger zur Verfügung zu stellen, der eine relativ hohe Leistungsdichte bei geringem Gewicht des Drehantriebs aufweist. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein in entsprechender Weise verbessertes Verfahren zur Handhabung und/oder Steuerung eines solchen Since such a geared motor is relatively heavy and since the torques that can be realized with it are limited due to the necessary supporting tasks of the actuating arms, a primary aim of the present invention can be seen in a simply constructed parallel kinematic robot with a rotary drive in a manipulator movably suspended on the actuating arms or tool carrier to provide, which has a relatively high power density with low weight of the rotary drive. Another object of the invention is to provide a correspondingly improved method for handling and / or controlling such

Parallelkinematik-Roboters vorzuschlagen, bei dem sich mittels eines solchen Parallel kinematics robot to propose, in which by means of such

Drehantriebs ausreichend hohe Drehmomente bei hoher Stellpräzision realisieren lassen. Rotary drive can realize sufficiently high torques with high control precision.

Diese Ziele werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen. These objects are achieved with the subject matters of the independent claims. Features of advantageous developments of the invention will become apparent from the respective dependent claims.

Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung einen Parallelkinematik- Roboter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vor, der zumindest eine Aufhängung oder Basis umfasst, an welcher wenigstens zwei separat angetriebene und unabhängig voneinander bewegbare Stellarme gelenkig befestigt bzw. gelagert sind, die jeweils durch einen mittels Antrieb bewegbaren Oberarm und einen gelenkig daran gelagerten Unterarm gebildet sind. Zudem umfasst der Roboter einen an den Unterarmen der wenigstens zwei Stellarme gelenkig gelagerten und mittels Bewegungen der To achieve the above object, the invention proposes a Parallelkinematik- robot with the features of the independent claim 1, which comprises at least one suspension or base on which at least two separately driven and independently movable actuating arms are hinged or mounted, respectively by an upper arm movable by means of a drive and a lower arm articulated thereon are formed. In addition, the robot comprises an articulated on the forearms of the at least two actuating arms and by means of movements of the

Stellarme innerhalb eines definierbaren Bewegungsraumes bewegbaren Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf. Dabei ist vorgesehen, dass der Stellarme within a definable range of motion movable manipulator and / or tool holder or tool head. It is envisaged that the

Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf einen gegenüber der Manipulator and / or tool holder or tool head opposite to the

Aufhängung oder Basis bzw. gegenüber den Stellarmen rotierbaren Abschnitt aufweist, der mit dem Manipulator und/oder Werkzeughalter oder dem Werkzeugkopf durch einen elektrischen Direktantrieb drehbar verbunden ist. Dieser elektrische Direktantrieb ist vorzugsweise durch einen als Innenläufer ausgebildeten Elektroantrieb gebildet, der üblicherweise auch als elektrischer Torquemotor bezeichnet wird bzw. als sog. Has suspension or base or relative to the actuating arms rotatable portion which is rotatably connected to the manipulator and / or tool holder or the tool head by an electric direct drive. This electric direct drive is preferably formed by an electric motor formed as an internal rotor, which is usually referred to as an electric torque motor or as so-called.

Torquemotor bekannt ist. Bei dem Torquemotor handelt es sich um einen getriebelosen Direktantrieb, der baulich im Manipulator bzw. Werkzeughalter oder Werkzeugkopf - oftmals auch als sog. Tool Center Point bzw. TCP bezeichnet - integriert ist, wobei ein Außenring des Direktantriebes typischerweise als Stator und der Innenring als Rotor ausgeführt sind. Die Drehung des Werkzeuges erfolgt über den Innenring. Da bei allen Drehungen des Innenrings bzw. Innenläufers mit den daran angeordneten Werkzeugen ein Gegenmoment auf den Außenring wirkt, kann dieses entstehende Drehmoment wahlweise über ausreichend dimensionierte Betätigungseinheiten oder Stellarme (Arme bzw. Unterarme und Oberarme) aufgenommen und abgestützt werden. Torque motor is known. The torque motor is a gearless direct drive that is structurally integrated in the manipulator or tool holder or tool head - often referred to as a so-called Tool Center Point or TCP, wherein an outer ring of the direct drive typically as a stator and the inner ring as a rotor are executed. The rotation of the tool takes place via the inner ring. Since a counter-torque acts on the outer ring during all rotations of the inner ring or inner rotor with the tools arranged thereon, this resulting torque can optionally be absorbed and supported by sufficiently dimensioned actuating units or actuating arms (arms or forearms and upper arms).

Der besondere Vorteil des verwendeten elektrischen Direktantriebes liegt in der sehr kompakten Bauweise, im Verzicht auf jegliches Getriebe sowie in der von typischerweise dafür einsetzbaren Torquemotoren günstigen Auslegung, da diese Motoren Langsamläufer sind, relativ hohe Drehmomente liefern können und daher aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften für die gesuchten Einsatzzwecke ideal geeignet sind. Der für den Antrieb des erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters The particular advantage of the electric direct drive used is the very compact design, dispensing with any gearbox as well as in the favorable of typically applicable torque motors interpretation, as these motors are slow-speed, can deliver relatively high torques and therefore due to their special properties are ideally suited for the intended purposes. The for driving the parallel kinematic robot according to the invention

üblicherweise eingesetzte Torquemotor kann insbesondere durch einen bürstenlosen Gleichstrommotor gebildet sein, dessen Innenring den Rotor bildet, an dem ein drehbarer Greifarm, ein rotierbares Werkzeug o. dgl. aufgehängt sein kann, während der feststehende Stator im Werkzeugkopf oder Manipulator angeordnet ist, der mit den Unterarmen der Stellarme gelenkig verbunden ist. Toroidal motor usually used can be formed in particular by a brushless DC motor whose inner ring forms the rotor on which a rotatable gripping arm, a rotatable tool o. The like. Suspended, while the fixed stator is arranged in the tool head or manipulator, with the forearms the actuating arms is articulated.

Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, wenn bei dem erfindungsgemäßen In addition, it may be useful if in the inventive

Parallelkinematik-Roboter der Manipulator und/oder Werkzeughalter oder der Parallel kinematic robot the manipulator and / or tool holder or the

Werkzeugkopf eine Drehmomentabstützung aufweist, was die gewünschten präzisen Stellbewegungen des am Manipulator bzw. dem Werkzeughalter oder Werkzeugkopf gelagerten Torquemotor ermöglicht, da ansonsten bei allen Drehbewegungen ein Tool head has a torque support, which allows the desired precise positioning movements of the mounted on the manipulator or the tool holder or tool head torque motor, otherwise in all rotational movements a

Gegenmoment entstünde, das unter Umständen nur unzureichend von den Stellarmen aufgenommen bzw. kompensiert werden könnte. Die Drehmomentabstützung kann insbesondere durch eine zwischen Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Countermoment would arise, which could be received or compensated insufficiently under some circumstances by the Stellarmen. The torque support can in particular by a between manipulator and / or tool holder or

Werkzeugkopf und der Aufhängung oder Basis verlaufende Stützstrebe gebildet sein. Wahlweise kann die Drehmomentabstützung auch bspw. durch eine zwischen Tool head and the suspension or base extending support strut be formed. Optionally, the torque support also, for example, by a between

Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf und der Aufhängung oder Basis angeordnete Gelenkwelle gebildet sein, wobei die optionale Gelenkwelle vorzugsweise als dünnwandige Hohlwelle ausgebildet sein kann, wodurch sie eine nur sehr geringe Masse aufweist, so dass sie die dynamischen Eigenschaften des Roboters nicht negativ beeinflusst. Auch mehrere Stützstreben und/oder mehrere Gelenkwellen können sinnvolle Drehmomentabstützungen bilden, sofern eine Stützstrebe bzw. eine einzelne Gelenkwelle nicht ausreicht. Soll eine reine Zug-Druckbelastung der Unterarme erreicht werden, so ist es notwendig, das bei Drehungen des Stators entstehende Gegenmoment über eine Manipulator and / or tool holder or tool head and the suspension or base arranged propeller shaft may be formed, wherein the optional propeller shaft may preferably be formed as a thin-walled hollow shaft, whereby it has a very small mass, so that it does not adversely affect the dynamic properties of the robot. Also, several support struts and / or more propeller shafts can form meaningful torque supports, if a support strut or a single propeller shaft is not sufficient. If a pure train-pressure load of the forearms to be achieved, it is necessary that the resulting during rotation of the stator counter-torque over a

Drehmomentabstützung wie bspw. die erwähnte, vorzugsweise teleskopierbare Torque support such as the mentioned, preferably telescopic

Gelenkachse zu realisieren. Eine drehbewegliche Lagerung im Manipulator bzw. To realize joint axis. A rotatable mounting in the manipulator or

Werkzeughalter oder Werkzeugkopf (sog. Tool Center Point bzw. TCP) und in der Grundplatte der Gelenkachse kann hierbei entfallen. Soll dagegen lediglich das Getriebe eingespart werden, so ist es wahlweise auch möglich, den Direktantrieb in der Tool holder or tool head (so-called Tool Center Point or TCP) and in the base plate of the joint axis can be omitted here. If, on the other hand, only the transmission is to be saved, it is optionally also possible to use the direct drive in the

Grundplatte zu integrieren, wobei sich der Stator vorzugsweise in der Grundplatte befindet, während der Rotor auf einer teleskopierbaren drehbaren Gelenkwelle Integrate base plate, wherein the stator is preferably in the base plate, while the rotor on a telescoping rotatable PTO shaft

angeordnet sein kann. Sinnvollerweise ist die bei dem erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboter vorzugsweise eingesetzte Gelenkwelle und/oder Stützstrebe teleskopierbar, ohne dass sie gleichzeitig verdrehbar ist. Dadurch kann die Gelenkwelle oder Stützstrebe alle Bewegungen des Manipulators bzw. Werkzeughalters oder Werkzeugkopfes mitmachen, die in schneller Folge in unterschiedlichem Abstand zur Aufhängung oder Basis angeordnet sein können. Gleiches gilt auch bei mehreren Stützstreben bzw. mehreren Gelenkwellen, die in diesem Fall jeweils teleskopierbar sein können. can be arranged. It makes sense to use the articulated shaft and / or support strut, which is preferably used in the parallel-kinematics robot according to the invention, without it being simultaneously rotatable. As a result, the propeller shaft or support strut join in all movements of the manipulator or tool holder or tool head, which can be arranged in rapid succession at different distances from the suspension or base. The same applies to multiple struts or more propeller shafts, which can be telescoped in this case.

Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboter vorgesehen sein, dass der drehbar mit dem Manipulator und/oder Werkzeughalter oder dem Werkzeugkopf verbundene rotierbare Abschnitt wenigstens einen weiteren Aktor und/oder wenigstens ein weiteres bewegliches Stellelement aufweist. Diesem optional zu verstehenden wenigstens einen weiteren Aktor und/oder dem wenigstens einen weiteren beweglichen Stellelement kann außerdem zumindest ein elektrischer Stellantrieb oder elektrischer Stellmotor zugeordnet sein. Dieses optionale bewegliche Stellelement bzw. dieser optionale Aktor kann ein bewegliches Werkzeug, ein Greifer oder ein nahezu beliebiges Manipulationselement und/oder -Werkzeug sein, je nachdem, welchem vorrangigen Einsatzzweck der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter dienen soll. Furthermore, it can be provided in the parallel-kinematics robot according to the invention that the rotatable section rotatably connected to the manipulator and / or tool holder or the tool head has at least one further actuator and / or at least one further movable control element. This at least one further actuator and / or the at least one further movable control element, which is optionally to be understood, can also be assigned at least one electric actuator or electric servomotor. This optional movable control element or this optional actuator can be a movable tool, a gripper or an almost arbitrary manipulation element and / or tool, depending on which primary purpose of the parallel kinematics robot according to the invention is to serve.

So kann ein solcher Parallelkinematik-Roboter gemäß einer der beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsvarianten insbesondere der Handhabung, dem Stapeln und/oder dem Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder dergleichen dienen, wobei der Manipulator und/oder der Werkzeughalter oder Werkzeugkopf ein Mittel oder mehrere Mittel zum Greifen und/oder Handhaben der Artikel, Gruppierungen, Gebinde, Stückgüter, Gebinde- und/oder Stückgutlagen und/oder ein Fertigungs- oder Montagewerkzeug umfassen und mit den Unterarmen der wenigstens zwei Stellarme mechanisch gekoppelt sein kann, so dass durch eine Bewegung eines oder mehrerer der wenigstens zwei Stellarme eine Position des Manipulators und/oder des Werkzeughalter oder Werkzeug köpf es vorgegeben werden kann. Thus, such a parallel kinematic robot according to one of the described embodiments of the invention, in particular the handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods or serve the like, wherein the manipulator and / or the Tool holder or tool head comprising means or a plurality of means for gripping and / or handling of the articles, groupings, containers, cargo, packaged and / or piece goods and / or a manufacturing or assembly tool and may be mechanically coupled to the forearms of the at least two actuating arms , so that a position of the manipulator and / or the tool holder or tool head can be specified by a movement of one or more of the at least two actuating arms.

Weiterhin schlägt die Erfindung für die Erreichung des oben genannten Ziels ein Verfahren zum Betreiben und/oder zur Handhabung eines Parallelkinematik-Roboters mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches vor, wobei der Furthermore, the invention proposes for the achievement of the above object, a method for operating and / or handling a parallel kinematic robot with the features of the independent method claim, wherein the

Parallelkinematik-Roboter insbesondere gemäß einer der zuvor beschriebenen Parallel kinematic robot in particular according to one of the previously described

Ausführungsvarianten ausgestaltet bzw. ausgestattet sein kann. Der für das Verfahren eingesetzte Parallelkinematik-Roboter umfasst zumindest eine Aufhängung oder Basis, an welcher wenigstens zwei separat angetriebene und unabhängig voneinander bewegbare Stellarme gelenkig befestigt bzw. gelagert sind, die jeweils durch einen mittels Antrieb bewegbaren Oberarm und einen gelenkig daran gelagerten Unterarm gebildet sind, sowie einen an den Unterarmen der wenigstens zwei Stellarme gelenkig gelagerten und mittels Bewegungen der Stellarme innerhalb eines definierbaren Bewegungsraumes bewegbaren Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf. Dieser Embodiment variants can be configured or equipped. The parallel kinematic robot used for the method comprises at least one suspension or base, on which at least two separately driven and independently movable actuating arms are hinged or mounted, which are each formed by a movable upper arm by means of a drive and a pivotally mounted thereon forearm, and one articulated on the forearms of the at least two actuating arms and by means of movements of Stellarme within a definable range of motion movable manipulator and / or tool holder or tool head. This

Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf weist einen gegenüber der Aufhängung oder Basis bzw. gegenüber den Stellarmen rotierbaren Abschnitt auf, der mit dem Manipulator und/oder Werkzeughalter oder dem Werkzeugkopf durch einen elektrischen Direktantrieb drehbar verbunden ist, so dass der elektrische Direktantrieb in die Lage versetzt ist, Drehbewegungen des rotierbaren Abschnittes auszuführen. Diese Drehbewegungen des rotierbaren Abschnittes gegenüber dem Manipulator und/oder Werkzeughalter oder dem Werkzeugkopf können insbesondere durch einen als Manipulator and / or tool holder or tool head has a relative to the suspension or base or with respect to the actuating arms rotatable portion which is rotatably connected to the manipulator and / or tool holder or the tool head by an electric direct drive, so that the electric direct drive into the situation is offset to perform rotational movements of the rotatable section. These rotational movements of the rotatable portion relative to the manipulator and / or tool holder or the tool head can in particular by a

Innenläufer ausgebildeten Torquemotor bewirkt werden. Mit einem solchen getriebelosen elektrischen, sehr kompakten Direktantrieb bzw. Torqueantrieb können bei niedrigen Drehzahlen hohe Momente geliefert werden, was für die vorgesehenen typischen Einsatzzwecke sehr von Vorteil ist. Internal rotor formed torque motor can be effected. With such a gearless electric, very compact direct drive or Torqueantrieb high torques can be delivered at low speeds, which is very beneficial for the intended typical purposes.

Vorzugsweise kann das Verfahren darüber hinaus vorsehen, dass sich der Manipulator und/oder Werkzeughalter oder der Werkzeugkopf über eine Preferably, the method may further provide that the manipulator and / or tool holder or the tool head via a

Drehmomentabstützung an der Aufhängung bzw. der Basis abstützt, wodurch dieTorque support is supported on the suspension or the base, whereby the

Unterarme der Stellarme von den durch Drehungen des Direktantriebes verursachten Stützmomenten entlastet werden. Um dies zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass sich der Manipulator und/oder Werkzeughalter oder der Werkzeugkopf durch eine zwischen Manipulator und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf und der Aufhängung oder Basis verlaufende Stützstrebe oder Gelenkwelle abstützt, wahlweise auch durch mehrere Stützstreben. Da bei den meisten Bewegungen der sich in ihren jeweiligen Innenwinkeln zwischen Oberarm und Unterarm der jeweiligen Stellarme verändernden Stellbewegungen die Abstände zwischen dem Manipulator bzw. Werkzeughalter oder Werkzeugkopf und der Aufhängung bzw. Basis in schneller Folge variieren, sollten die Drehmomentabstützungen, gebildet durch die Stützstreben und/oder durch die Forearms of the control arms are relieved of the support moments caused by rotations of the direct drive. To ensure this, it can be provided that the manipulator and / or tool holder or the tool head is supported by a support strut or propeller shaft extending between the manipulator and / or tool holder or tool head and the suspension or base, optionally also by a plurality of support struts. Since in most of the movements in their respective internal angles between the upper arm and lower arm of the respective actuating arms changing adjusting movements, the distances between the manipulator or tool holder or tool head and the suspension or base vary in rapid succession, the torque supports, formed by the support struts and / or by the

Gelenkwelle, vorzugsweise teleskopierbar ausgeführt sein. Cardan shaft, preferably be made telescopic.

Der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter, der insbesondere gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsvarianten ausgestattet bzw. ausgestaltet sein kann, kann insbesondere als Industrieroboter zur Handhabung, zum Stapeln und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern, Gebinde- und/oder Stückgutlagen oder dergleichen Gegenständen im Zusammenhang mit dem Transport und Beförderung, der Verarbeitung, der Verpackung und/oder der Palettierung der Artikel, Gruppierungen, Gebinde, Stückgüter und/oder Gebinde- und/oder Stückgutlagen eingesetzt und verwendet werden. Der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter, der insbesondere gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsvarianten ausgestattet bzw. ausgestaltet sein kann, kann wahlweise bzw. in vorteilhafter Weise auch als Industrieroboter zur Führung wenigstens eines Werkzeuges im Zusammenhang mit der Fertigung, Mittel- und/oder Beschichtungsapplikation, Montage, Manipulation und/oder Handhabung in einer The parallel kinematics robot according to the invention, which can be equipped or configured in particular according to one of the embodiments described above, can be used, in particular, as an industrial robot for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, containers and / or Used and used in connection with the transport and transport, processing, packaging and / or palletizing of articles, groupings, containers, general cargo and / or container and / or piece goods. The parallel kinematics robot according to the invention, which can be equipped or configured in particular according to one of the embodiments described above, can optionally or advantageously also be used as an industrial robot for guiding at least one tool in connection with production, center and / or coating application, assembly , Manipulation and / or handling in one

Fertigungs- und/oder Industrieumgebung eingesetzt und verwendet werden. Manufacturing and / or industrial environment can be used and used.

Zusammenfassend lässt sich die Erfindung wie folgt charakterisieren. Ist eine Drehung am Tool-Center-Point (TCP), am Manipulator bzw. Werkzeughalter oder In summary, the invention can be characterized as follows. Is a rotation at the tool center point (TCP), at the manipulator or tool holder or

Werkzeugkopf eines Parallelkinematik-Roboters mit mindestens zwei Tool head of a parallel kinematic robot with at least two

Betätigungseinheiten bzw. Stellarmen (sog. Duo-Pod) erforderlich, so kann dies bei bekannten Robotern bspw. dadurch erreicht werden, dass in der stationären Grundplatte ein Getriebemotor zur Erreichung der Drehzahlen und Drehmomente montiert wird. Das bei Drehungen einer Abtriebswelle eines solchen Getriebemotors, die bspw. mit Operating units or actuating arms (so-called duo-pod) are required, this can be achieved in known robots, for example, by mounting a geared motor to achieve the rotational speeds and torques in the stationary base plate. The rotations of an output shaft of such a geared motor, the example. With

Handhabungswerkzeugen gekoppelt ist, entstehende Drehmoment wird durch eine Gelenkwelle in den TCP bzw. Manipulator oder Werkzeugkopf eingeleitet und muss über die Stellarme abgestützt und aufgenommen werden. Nachteilig an diesem bekanntenCoupled torque tools is initiated by a propeller shaft in the TCP or manipulator or tool head and must be supported and received via the actuating arms. A disadvantage of this known

Stand der Technik sind unter anderem die Verluste durch das verwendete Getriebe sowie durch die drehbewegliche Lagerung der teleskopierbaren Gelenkwelle in der Grundplatte und im TCP. Wird stattdessen im TCP ein getriebeloser Direktantrieb in Gestalt eines sog. Torquemotors eingesetzt, bei dem der Aussenring als Stator und der Innenring als Rotor ausgeführt wird, und bei dem die Drehung des Werkzeuges über den Innenring erfolgt, kann außerdem das abzufangende Drehmoment der Stators über ausreichend State of the art, among other things, the losses due to the gear used and by the rotatable mounting of the telescopic PTO shaft in the base plate and in the TCP. If, instead, a gearless direct drive in the form of a so-called torque motor is used in the TCP, in which the outer ring is designed as a stator and the inner ring as a rotor, and in which the rotation of the tool takes place via the inner ring, the torque of the stator to be absorbed can also be sufficient

dimensionierte Betätigungseinheiten (Arme bzw. Unterarme und Oberarme) dimensioned actuation units (arms or forearms and upper arms)

aufgenommen werden. Will man eine reine Zug-Druckbelastung der Unterarme erreichen, so ist es notwendig das Drehmoment des Stator über eine teleskopierbare Gelenkachse zu realisieren. Eine drehbewegliche Lagerung im TCP und in der Grundplatte der be recorded. If you want to achieve a pure train-pressure load of the forearms, it is necessary to realize the torque of the stator via a telescopic joint axis. A rotatable mounting in the TCP and base plate

Gelenkachse entfällt. Möchte man nur das Getriebe einsparen, so ist es auch möglich, den Direktantrieb in der Grundplatte zu integrieren, wobei sich der Stator in der Joint axle deleted. If you only want to save the gear, so it is also possible to integrate the direct drive in the base plate, with the stator in the

Grundplatte und der Rotor auf einer teleskopierbaren und drehbaren Gelenkwelle befindet. Die Vorteile der vorgeschlagenen Lösung liegen insbesondere in den Base plate and the rotor is located on a telescopic and rotatable PTO shaft. The advantages of the proposed solution are in particular in the

günstigeren Kosten, in den Wirkungsgradvorteilen, in der vereinfachten Wartung und dem reduzierten Wartungsbedarf sowie ggf. in der Einsparung einer Gelenkwelle bei einem Antrieb im TCP, sofern eine reine Drehmomentabstützung bevorzugt wird. lower cost, efficiency advantages, simplified maintenance and Reduced maintenance requirements and possibly in the saving of a PTO shaft in a drive in the TCP, if a pure torque support is preferred.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions of the individual elements to one another in the figures do not always correspond to the actual size ratios, since some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for better illustration.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters, der bspw. zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von Artikeln, Gruppierungen, Gebinden oder Stückgütern eingesetzt werden kann. 1 shows a schematic view of an embodiment variant of a parallel kinematics robot according to the invention, which can be used, for example, for handling and / or manipulating articles, groupings, containers or piece goods.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Parallelkinematik-Roboters gemäß Fig. 1 . FIG. 2 shows a perspective detailed view of the parallel kinematic robot according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine weitere perspektivische Detailansicht des Parallelkinematik- Roboters gemäß Fig. 1 bzw. gemäß Fig. 2. FIG. 3 shows a further perspective detailed view of the parallel kinematics robot according to FIG. 1 or according to FIG. 2.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren 1 bis 3 jeweils identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und sollten nicht als abschließende Begrenzung verstanden werden. For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used in FIGS. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments merely represent examples of how the device or the method according to the invention can be configured and should not be understood as a final limitation.

Einleitend sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in den Figuren 1 bis 3 erläuterten Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen und allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Parallelkinematik-Roboters sich auf einen Deltakinematik- Roboter oder Parallelkinematik-Roboter mit drei gleichartigen Schwenkarmen bzw. auf einen sog. Deltaroboter oder auch sog. Tripod beziehen, der Teil einer By way of introduction, it should be noted at this point that the embodiments of a parallel kinematics robot according to the invention and generally designated by the reference numeral 10 explained in FIGS. 1 to 3 refer to a delta kinematics robot or parallel kinematic robot with three similar pivot arms or to a so-called. Deltaroboter or so-called Tripod refer, the part of a

Handhabungseinrichtung bzw. eines Manipulators zur Handhabung, zum Drehen, Verschieben oder Aufnehmen von Artikeln, Stückgütern oder Gebinden sein kann. Handling device or a manipulator for handling, for rotating, moving or receiving items, general cargo or containers may be.

Hinsichtlich einer möglichen Ausgestaltung des Deltakinematik-Roboters, Deltaroboters bzw. Tripods, seines Aufbaus, seiner Funktionsweise und seines Bewegungsraumes sei insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der DE 10 2013 106 004 A1 verwiesen, auf deren gesamten Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Auf eine detaillierte Beschreibung der Bewegungsmodi, der Antriebe für die drei Schwenkarme etc. soll deshalb an dieser Stelle verzichtet werden. Grundsätzlich könnte der erfindungsgemäße Parallelkinematik-Roboter 10 gemäß Figuren 1 bis 3 auch vier gleichartige Schwenkarme aufweisen, was auch als sog. Quadpod bezeichnet werden kann. Auch Varianten mit nur zwei Stellarmen - sog. Duopods - sind grundsätzlich denkbar und für manche With regard to a possible embodiment of the delta-kinematics robot, delta robot or tripod, its construction, its mode of operation and its range of motion, reference should be made in particular to the disclosure content of DE 10 2013 106 004 A1 the entire content of which is hereby incorporated by reference. For a detailed description of the movement modes, the drives for the three pivot arms, etc. should therefore be omitted here. In principle, the parallel-kinematics robot 10 according to the invention according to FIGS. 1 to 3 could also have four similar pivoting arms, which may also be referred to as a so-called quadpod. Also variants with only two Stellarmen - so-called Duopods - are conceivable in principle and for some

Anwendungsfälle gebräuchlich. Auch können die Schwenk- oder Stellarme von einer unteren Basis nach oben ragen, so dass sich ein an den Unterarmen aufgehängter Werkzeugkopf zwischen den nach unten abgeknickten Unterarmen befindet, die jeweils an den nach oben ragenden Oberarmen schwenkbar aufgehängt sind. Use cases in use. Also, the pivoting or actuating arms may protrude from a lower base, so that a tool head suspended from the forearms is between the downwardly bent forearms, which are each pivotally suspended from the upwardly projecting upper arms.

Die schematische Darstellung der Fig. 1 zeigt eine denkbare Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Parallelkinematik-Roboters 10 zur Handhabung und/oder zum Manipulieren von hier nicht dargestellten Artikeln, Gruppierungen, Gebinden, Stückgütern oder dergleichen, die je nach Ausführungsvariante wahlweise auch zum Handhaben und/oder zum Manipulieren von Stückgut- und/oder Gebindegruppierungen bzw. auch von Stückgut- und/oder Gebindelagen eingesetzt werden kann. Wahlweise kann der The schematic representation of Fig. 1 shows a conceivable embodiment of a parallel kinematics robot 10 according to the invention for handling and / or manipulation of articles, groups, containers, cargo or the like, not shown here, depending on the design variant either for handling and / or for Manipulation of cargo and / or bundle groups or even of cargo and / or bundle layers can be used. Optionally, the

Parallelkinematik-Roboter 10 auch zur beweglichen Steuerung eines Füge- und/oder Fertigungswerkzeuges o. dgl. eingesetzt werden. Die Detailansichten der Figuren 2 und 3 lassen einige der Komponenten des Parallelkinematik-Roboters 10 deutlicher erkennen; zudem lassen die Figuren 2 und 3 noch deutlicher als die Fig. 1 erkennen, dass es sich bei dem Parallelkinematik-Roboter 10 um einen Roboter bzw. Deltakinematik-Roboter 10 mit drei gleicharmigen Stellarmen 20 handelt. Parallel kinematic robot 10 also for the movable control of a joining and / or production tool o. The like. Can be used. The detail views of Figures 2 and 3 show more clearly some of the components of the parallel kinematic robot 10; Moreover, FIGS. 2 and 3 make it even clearer than FIG. 1 that the parallel-kinematics robot 10 is a robot or delta-kinematics robot 10 with three equal-arm actuating arms 20.

Die in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellten Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter oder Lagen mit Stückgütern oder Gebinden stehen insbesondere auf einer Auflageebene und/oder einem Förderabschnitt 12 einer Vorrichtung 14 zur Handhabung, Förderung, Gruppierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden bzw. werden auf dieser Auflageebene oder dem Förderabschnitt 12 insbesondere in horizontaler Richtung bewegt. Der als Greif- und/oder The items, groups, containers or piece goods or layers with piece goods or containers, not shown in FIGS. 1 to 3, stand in particular on a supporting plane and / or a conveying section 12 of a device 14 for handling, conveying, grouping and / or packaging articles, piece goods , Groups and / or containers or are moved on this support plane or the conveyor section 12 in particular in the horizontal direction. The as gripping and / or

Manipulationseinheit 16 ausgebildete bzw. eine solche Manipulationseinheit 16 aufweisende Roboter 10 ist oberhalb der Auflageebene und/oder dem Förderabschnitt 12 angeordnet und umfasst eine obere Aufhängung 18, an der drei separat angetriebene Stellarme 20 gelenkig befestigt bzw. gelagert sind. Jeder dieser drei Stellarme 20 ist durch zwei relativ zueinander schwenkbare Armabschnitte 22 und 24 gebildet, nämlich jeweils durch einen Oberarm 22, der um eine horizontale Schwenkachse beweglich ist und an der oberen Aufhängung 18 gelenkig und motorisch angetrieben aufgehängt ist, sowie durch einen Unterarm 24, der gelenkig mit dem Oberarm 22 verbunden ist und nach unten führt, so dass sich alle drei Unterarme 24 in einem unteren Koppelabschnitt 26 treffen, dem sog. Werkzeugkopf, Werkzeugträger oder auch Tool-Center-Point bzw. TCP. Wie es die Fig. 2 näher verdeutlicht, sind die Unterarme 24 jeweils durch Manipulator 16 trained or such a manipulation unit 16 having robot 10 is disposed above the support plane and / or the conveyor section 12 and includes an upper suspension 18, are hinged to the three separately driven actuating arms 20 and stored. Each of these three actuating arms 20 is formed by two relatively pivotable arm portions 22 and 24, namely in each case by an upper arm 22, which is movable about a horizontal pivot axis and is suspended from the upper suspension 18 hinged and driven by a motor, and by a forearm 24, which is hingedly connected to the upper arm 22 and leads downwards, so that all three forearms 24 meet in a lower coupling portion 26, the so-called. Tool head, tool carrier or tool center point or TCP. As illustrated in more detail in FIG. 2, the lower arms 24 are each through

Strebenpaare gebildet, während die Oberarme 22 jeweils einteilig ausgebildet sind. An diesem unteren Werkzeugkopf, Werkzeugträger bzw. Koppelabschnitt 26 bzw. dem TCP befindet sich im gezeigten Ausführungsbeispiel eine separat aktivierbare Greifeinrichtung 28 mit einem Paar gegeneinander zustellbarer Greifbacken, das der Erfassung, dem Greifen und/oder Manipulieren der auf dem Förderabschnitt 12 befindlichen Artikel, Gruppierungen, Gebinde oder Stückgüter dient. Struts pairs formed while the upper arms 22 are each formed in one piece. In the exemplary embodiment shown, a separately activatable gripping device 28 with a pair of gripping jaws which can be counteracted to one another is provided on this lower tool head, tool carrier or coupling section 26 or the TCP, the gripping and / or manipulation of the articles, groupings, located on the conveyor section 12 , Containers or general cargo serves.

Der im vorliegenden Zusammenhang auch als Werkzeugkopf 26 oder The present in the context as a tool head 26 or

Werkzeughalter bezeichnete und an den Unterarmen 24 aufgehängte Manipulator 16 des gezeigten Parallelkinematik-Roboters 10 kann wahlweise auch beliebige Fertigungs-, Füge-, Greif- und/oder Handhabungswerkzeuge aufweisen bzw. umfassen, die in einer Fertigungsumgebung zum Einsatz kommen können, ggf. auch in Zusammenwirkung mit weiteren solcher oder ähnlicher Roboter 10. Es sei an dieser Stelle nochmals betont, dass alle im vorliegenden Zusammenhang verwendeten Begriffe wie Manipulator 16, Tool holder designated and suspended on the forearms 24 manipulator 16 of the parallel kinematics robot 10 shown may optionally include or include any manufacturing, joining, gripping and / or handling tools that can be used in a manufacturing environment, possibly also in Cooperation with other such or similar robot 10. It should be emphasized at this point again that all terms used in the present context, such as manipulator 16,

Werkzeughalter oder Werkzeugkopf 26 generell umfassend und nicht beschränkend im Sinne einer Greifeinrichtung 28 oder Haltevorrichtung o. dgl. zu verstehen sind. Tool holder or tool head 26 are generally understood to be non-limiting in the sense of a gripping device 28 or holding device o. The like.

Grundsätzlich können am Manipulator 16 nahezu beliebige Werkzeuge angeordnet sein, die allesamt von der vorliegenden Erfindungsdefinition mit umfasst sind. Der Basically, virtually any tools can be arranged on the manipulator 16, all of which are included in the present invention definition. Of the

Werkzeugkopf 26 oder Werkzeughalter, der in aller Regel den Manipulator 16 bildet oder Teil des Manipulators 16 ist, wird auch als TCP bzw. Tool Center Point 26 bezeichnet. Tool head 26 or tool holder, which usually forms the manipulator 16 or is part of the manipulator 16, is also referred to as TCP or Tool Center Point 26.

Wie dies bereits im Detail in der DE 10 2013 106 004 A1 beschrieben ist, kann jeder der drei Stellarme 20 in gewissen Grenzen, die durch den jeweiligen Schwenkradius definiert sind, unabhängig von den anderen Stellarmen 20 betätigt werden, wodurch sich eine freie Beweglichkeit des Manipulators 16 mitsamt seiner Greifeinrichtung 28 innerhalb eines definierten Bewegungsraumes 30 ergibt, wobei durch eine Bewegung eines oder mehrerer der insgesamt drei Stellarme 20 eine Position der Greifeinrichtung 28 innerhalb des Bewegungsraumes 30 vorgegeben werden kann. Dieser Bewegungs- oder As already described in detail in DE 10 2013 106 004 A1, each of the three actuating arms 20 can be actuated within certain limits, which are defined by the respective pivoting radius, independently of the other actuating arms 20, which results in a free mobility of the manipulator 16 results in a defined movement space 30 together with its gripping device 28, wherein a position of the gripping device 28 within the movement space 30 can be predetermined by a movement of one or more of the total of three actuating arms 20. This movement or

Arbeitsraum 30 ist - bezogen auf den Tool-Center-Point 26 - in vertikaler Richtung bzw. in z-Richtung ein relativ flacher Zylinder, an dessen unteren Rand sich ein ebenfalls relativ flaches Kugelsegment anschließt, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Die obere Aufhängung 18 sieht im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine Abstützung über insgesamt drei schräge Stützträger 32 vor, die sich wiederum in einem Rahmengestell 34 der Vorrichtung 14 zur Handhabung, Förderung, Gruppierung und/oder Verpackung von Artikeln, Stückgütern, Gruppierungen und/oder Gebinden abstützen. Das Rahmengestell 34 kann bspw. ein starrer Stahlträgerrahmen o. dgl. mit verschraubten Vertikal- und Horizontalträgern sein, der im unteren Bereich den Horizontalförderabschnitt 12 aufnimmt. Der gezeigte Aufbau ist jedoch keinesfalls einschränkend zu verstehen, sondern liefert nur eine Ausführungsvariante einer Vielzahl möglicher bzw. sinnvoll realisierbarer Ausführungsvarianten zur Ausgestaltung der Vorrichtung, ihrer Einzelteile und der Rahmen- und Aufhängungsteile. Working space 30 is - relative to the tool center point 26 - in the vertical direction or in the z-direction, a relatively flat cylinder, at its lower edge, a likewise relatively flat spherical segment connects, as indicated in Fig. 1. The upper suspension 18 provides in the illustrated embodiment of FIG. 1 a support over a total of three inclined support beams 32, which in turn in a frame 34 of the device 14 for handling, conveying, grouping and / or packaging of articles, cargo, groups and / or containers. The frame 34 may be, for example, a rigid steel support frame o. The like. With screwed vertical and horizontal beams, which receives the horizontal conveyor section 12 in the lower region. The construction shown, however, is by no means limiting, but provides only one embodiment of a variety of possible or useful feasible embodiments for the design of the device, its parts and the frame and suspension parts.

Die perspektivische Detailansicht der Fig. 2 lässt die gelenkigen Lagerungen der insgesamt drei Stellarme 20 an der Unterseite der oberen Aufhängung 18 nochmals deutlich erkennen. Jedem Oberarm 22 der drei Stellarme 20 ist jeweils ein hier nicht näher gezeigter Antriebsmotor zugeordnet, der bspw. durch einen elektrischen The perspective detail view of FIG. 2 reveals clearly the hinged bearings of the total of three actuating arms 20 on the underside of the upper suspension 18. Each upper arm 22 of the three actuating arms 20 is associated with a drive motor not shown here in detail, the example. By an electric

Getriebemotor gebildet sein kann, und der jeden Oberarm 22 in jeweils unterschiedlichen Schwenkbewegungen um jeweilige horizontale Schwenkachsen 36 bewegen kann, so dass die gewünschten Stellbewegungen des an den Unterarmen 24 aufgehängten Manipulators 16 innerhalb des Bewegungsraumes 30 (vgl. Fig. 1 ) ermöglicht sind. Geared motor can be formed, and can move each upper arm 22 in each case different pivoting movements about respective horizontal pivot axes 36, so that the desired positioning movements of the suspended on the forearms 24 manipulator 16 within the movement space 30 (see Fig. 1) are possible.

Wie es die Figuren 2 und 3 außerdem erkennen lassen, trägt der durch den Werkzeugkopf 26 gebildete Manipulator 16 einen darin drehbar gelagerten rotierenden Abschnitt 38, an dem eine Konsole 40 befestigt ist, die bspw. einen Greifarm, ein As can also be seen in FIGS. 2 and 3, the manipulator 16 formed by the tool head 26 carries a rotating section 38 rotatably mounted therein, on which a bracket 40 is fastened, for example a gripping arm

Handhabungs- und/oder Fertigungswerkzeug o. dgl. tragen kann. Der drehbare Abschnitt 38 mit der daran befestigten Konsole 40 ist mit dem Manipulator 16 bzw. Werkzeugkopf 26 über einen elektrischen Direktantrieb 42 drehbar verbunden. Dieser elektrische Direktantrieb 42 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen als Innenläufer ausgebildeten elektrischen Torquemotor 44 gebildet. Bei diesem Torquemotor 44 handelt es sich um einen getriebelosen Direktantrieb 42, der baulich im Manipulator 16 bzw. Handling and / or production tool o. The like. Can wear. The rotatable section 38 with the console 40 attached thereto is rotatably connected to the manipulator 16 or tool head 26 via an electric direct drive 42. This electric direct drive 42 is formed in the embodiment shown by an internal rotor designed as an electric torque motor 44. In this torque motor 44 is a gearless direct drive 42, the structurally in the manipulator 16 and

Werkzeughalter oder Werkzeugkopf 26 integriert ist, wobei ein Außenring des Tool holder or tool head 26 is integrated, wherein an outer ring of the

Direktantriebes 42 typischerweise als Stator 46 und der Innenring als Rotor 48 ausgeführt sind. Die Drehung des an der Konsole 40 aufgehängten Werkzeuges (hier nicht gezeigt) erfolgt über den Innenring 48, der mit dem rotierenden Abschnitt 38 drehfest verbunden ist. Da bei allen Drehungen des Innenrings 48 bzw. Innenläufers mit den daran Direct drive 42 are typically designed as a stator 46 and the inner ring as a rotor 48. The rotation of the suspended on the console 40 tool (not shown here) via the inner ring 48 which is rotatably connected to the rotating portion 38. As with all rotations of the inner ring 48 and inner rotor with the thereto

angeordneten Werkzeugen ein Gegenmoment auf den Außenring 46 wirkt, kann dieses entstehende Drehmoment wahlweise über die ausreichend dimensionierten Stellarme 20, bestehend aus Unterarmen 24 und Oberarmen 22, aufgenommen und abgestützt werden. Der besondere Vorteil des verwendeten elektrischen Direktantriebes 42 liegt in der sehr kompakten Bauweise, im Verzicht auf ein schweres Getriebe sowie in dem von dem Torquemotor 44 lieferbaren hohen Drehmoment. Der für den Antrieb 42 im Werkzeugkopf 26 des Parallelkinematik-Roboters 10 eingesetzte Torquemotor 44 kann insbesondere durch einen bürstenlosen Gleichstrommotor gebildet sein. arranged tools a counter-torque acts on the outer ring 46, this resulting torque can be selectively on the sufficiently sized actuating arms 20, consisting of forearms 24 and upper arms 22, received and supported. The particular advantage of the electric direct drive 42 used is the very compact design, in dispensing with a heavy gear and in the high torque available from the torque motor 44. The torque motor 44 used for the drive 42 in the tool head 26 of the parallel kinematics robot 10 may be formed in particular by a brushless DC motor.

Die Drehungen des Innenrings 48 mit der Konsole 40 um eine hier nicht gezeigte Vertikalachse ist in Fig. 2 durch einen Pfeil 50 angedeutet. The rotations of the inner ring 48 with the bracket 40 about a vertical axis, not shown here, is indicated in Fig. 2 by an arrow 50.

Wie es die schematische Perspektivansicht der Fig. 3 verdeutlicht, kann der Manipulator 16 bzw. der Werkzeugkopf 26 eine Drehmomentabstützung 52 aufweisen, was die gewünschten präzisen Stellbewegungen des am Manipulator 16 bzw. am As illustrated by the schematic perspective view of Fig. 3, the manipulator 16 and the tool head 26 may have a torque support 52, which the desired precise positioning movements of the manipulator 16 and am

Werkzeugkopf 26 gelagerten Torquemotors 44 ermöglicht, wobei gleichzeitig die Tool head 26 mounted torque motor 44 allows, at the same time the

Stellarme 20 von den Abstützkräften entlastet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drehmomentabstützung 52 durch eine zwischen Manipulator 16 bzw. Actuator arms 20 are relieved of the supporting forces. In the illustrated embodiment, the torque support 52 by a between manipulator 16 and

Werkzeugkopf 26 und oberer Aufhängung 18 angeordnete Gelenkwelle 54 gebildet, die vorzugsweise als dünnwandige Hohlwelle ausgebildet sein kann, wodurch sie eine nur sehr geringe Masse aufweist, so dass sie die dynamischen Eigenschaften des Roboters 10 nicht negativ beeinflusst. Die teleskopierbare Gelenkwelle 54 stellt eine drehbare Verbindung zwischen dem Außenring, der den Stator 46 bildet, am Werkzeugkopf 26 und der oberen Aufhängung 18 her, wodurch diese gleichzeitig den nach oben verlagerten Stator bildet. Der durch den Innenring des Torquemotors 44 gebildete Rotor 48 ist hier nicht erkennbar, ist jedoch durch den Drehpfeil 50 an der Oberseite der Aufhängung 18 angedeutet. Tool head 26 and upper suspension 18 arranged articulated shaft 54 is formed, which may be preferably formed as a thin-walled hollow shaft, whereby it has a very small mass, so that it does not adversely affect the dynamic properties of the robot 10. The telescoping propeller shaft 54 provides a rotatable connection between the outer ring forming the stator 46 on the tool head 26 and the upper suspension 18, thereby simultaneously forming the upwardly displaced stator. The rotor 48 formed by the inner ring of the torque motor 44 is not visible here, but is indicated by the rotary arrow 50 at the top of the suspension 18.

Wahlweise könnte die Drehmomentabstützung 52 auch durch eine zwischen Manipulator 16 und/oder Werkzeughalter oder Werkzeugkopf 26 und der Aufhängung 18 verlaufende Stützstrebe gebildet sein, die jedoch hier nicht gezeigt ist. Auch mehrere Stützstreben und/oder mehrere Gelenkwellen 54 können sinnvolle Optionally, the torque support 52 could also be formed by a support strut extending between the manipulator 16 and / or tool holder or tool head 26 and the suspension 18, but which is not shown here. Also, several support struts and / or more propeller shafts 54 can be useful

Drehmomentabstützungen 52 bilden, sofern eine einzelne Stützstrebe bzw. eine einzelne Gelenkwelle 54 nicht ausreichen sollte. Torque supports 52 form, if a single support strut or a single propeller shaft 54 should not be sufficient.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dassThe invention has been described with reference to the embodiment shown in Figures 1 to 3. However, it is conceivable for a person skilled in the art that

Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Bezuqszeichenliste Modifications or changes of the invention can be made without departing from the scope of the following claims. LIST OF REFERENCES

10 Roboter, Parallelkinematik-Roboter, Deltakinematik-Roboter 10 robots, parallel kinematic robots, delta kinematics robots

12 Förderabschnitt, Horizontalförderabschnitt, Horizontalfördereinrichtung 12 conveyor section, horizontal conveyor section, horizontal conveyor

14 Vorrichtung, Handhabungs-, Förder-, Gruppierungs-, 14 device, handling, conveying, grouping,

Verpackungsvorrichtung packaging device

16 Greifeinheit, Manipulationseinheit, Manipulator 16 Gripping unit, manipulation unit, manipulator

18 obere Aufhängung 18 upper suspension

20 Stellarm, Gelenkarm 20 actuator arm, articulated arm

22 Oberarm, oberer Armabschnitt 22 upper arm, upper arm section

24 Unterarm, unterer Armabschnitt 24 Forearm, lower arm section

26 Koppelabschnitt, Tool-Center-Point (TCP), Werkzeugträger, 26 coupling section, Tool Center Point (TCP), tool carrier,

Werkzeugkopf, Werkzeughalter Tool head, tool holder

28 Greifeinrichtung 28 gripping device

30 Bewegungsraum, Arbeitsraum 30 movement room, work space

32 Stützträger 32 support beams

34 Rahmengestell, Rahmen 34 frame, frame

36 horizontale Schwenkachse (des Oberarms) 36 horizontal pivot axis (of the upper arm)

38 rotierbarer Abschnitt, rotierender Abschnitt (des Koppelabschnittes, 38 rotatable section, rotating section (of the coupling section,

Tool-Center-Points, Werkzeugträgers und/oder Werkzeugkopfes)Tool center points, tool holder and / or tool head)

40 Konsole 40 console

42 elektrischer Direktantrieb 42 direct electrical drive

44 Torquemotor, elektrischer Torquemotor 44 Torque motor, electric torque motor

46 Stator, Außenring 46 stator, outer ring

48 Rotor, Innenring 48 rotor, inner ring

50 Drehung um vertikale Achse (des rotierbaren Abschnittes bzw. der 50 rotation about vertical axis (of the rotatable section or the

Konsole) Console)

52 Drehmomentabstützung 52 torque support

54 Gelenkwelle, teleskopierbare Gelenkwelle 54 PTO shaft, telescopic PTO shaft

Claims

claims

Parallel kinematic robot (10), comprising:

a suspension (18) or base on which at least two separate

driven and independently movable actuating arms (20) are hinged or mounted, which are each formed by a movable upper arm by means of drive (22) and a hinged thereto lower arm (24), and

- One on the forearms (24) of the at least two actuating arms (20) articulated

mounted and by means of movements of the actuating arms (20) within a

definable movement space (30) movable manipulator (16) and / or tool holder or tool head (26),

wherein the manipulator (16) and / or tool holder or tool head (26) has a relative to the suspension (18) or base or relative to the actuating arms (20) rotatable portion (38) with the manipulator (16) and / or

Tool holder or the tool head (26) is rotatably connected by an electric direct drive (42).

Parallel kinematic robot according to claim 1, wherein the electric direct drive (42) is formed by a designed as an internal rotor torque motor (44).

Parallel kinematic robot according to claim 1 or 2, wherein the manipulator (16) and / or tool holder or the tool head (26) has a torque support (52).

The parallel kinematic robot of claim 3, wherein the torque support (52) is formed by at least one support strut extending between the manipulator (16) and / or tool holder or tool head (26) and the suspension (18) or base.

Parallel kinematic robot according to claim 3, wherein the torque support (52) by at least one between the manipulator (16) and / or tool holder or tool head (26) and the suspension (18) or base arranged propeller shaft (54) is formed.

6. Parallel kinematic robot according to claim 5, wherein the propeller shaft (54) is designed as a thin-walled hollow shaft.

7. Parallel kinematic robot according to one of claims 4 to 6, wherein the at least one propeller shaft (54) and / or the at least one support strut is telescopic / are.

8. Parallel kinematics robot according to one of claims 1 to 7, wherein the rotatably connected to the manipulator (16) and / or tool holder or the tool head (26) rotatable portion (38) at least one further actuator and / or at least one further movable Has actuating element. A parallel kinematic robot according to claim 8, wherein said at least one

further actuator and / or the at least one further movable actuating element is associated with at least one electric actuator or electric servomotor.

10. Parallel kinematic robot (10) according to one of claims 1 to 9 for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods or the like, wherein the

Manipulator (16) and / or the tool holder or tool head (26) means or more means for gripping and / or handling the articles, groupings,

Containers, piece goods, container and / or piece goods and / or a manufacturing or assembly tool and with the forearms (24) of the at least two actuating arms (20) is mechanically coupled, so that by a movement of one or more of the at least two actuating arms ( 20), a position of the manipulator (16) and / or the tool holder or tool head (26) can be specified.

1 1. Method for operating and / or handling a parallel kinematic robot (10), in particular according to one of claims 1 to 10, which comprises at least the following components:

a suspension (18) or base on which at least two separate

- One on the forearms (24) of the at least two actuating arms (20) articulated

mounted and by means of movements of the actuating arms (20) within a definable movement space (30) movable manipulator (16) and / or tool holder or tool head (26),

Tool holder or the tool head (26) is rotatably connected by an electric direct drive (42),

and wherein the electric direct drive (42) performs rotational movements of the rotatable portion (38). 12. The method of claim 1 1, wherein formed as an internal rotor torque motor (44), the rotational movements of the rotatable portion (38) relative to the

Manipulator (16) and / or tool holder or the tool head (26) performs.

13. The method of claim 1 1 or 12, wherein the manipulator (16) and / or tool holder or the tool head (26) via at least one

Torque support (52) on the suspension (18) and the base is supported.

14. The method according to any one of claims 1 1 to 13, wherein the manipulator (16) and / or tool holder or the tool head (26) by at least one between the manipulator (16) and / or tool holder or tool head (26) and the suspension or base extending support strut or propeller shaft (54) is supported. 15. Use of a parallel kinematic robot (10) according to one of claims 1 to 10 as an industrial robot for handling, stacking and / or manipulating articles, groupings, containers, piece goods, container and / or piece goods or the like objects in connection with the transport and

Transportation, processing, packaging and / or palletizing of articles, groupings, containers, general cargo and / or container and / or piece goods.

16. Use of a parallel kinematic robot (10) according to one of claims 1 to 10 as an industrial robot for guiding at least one tool in connection with the production, middle and / or coating application, assembly, manipulation and / or handling in a manufacturing and / or or industrial environment.