[发明专利]工业机器人装置、工业机器人以及用于操纵物体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业机器人装置、一种工业机器人以及一种操纵物体的方法。所述工业机器人装置包括用于附接工具的附接部件。

背景技术

工业机器人包括操作装置和控制设备，操作装置在控制设备的帮助下执行工作范围内的任意操作。通常，这种操作装置包括支撑机械手的多个臂，工具设置在机械手上。在大多数机器人应用中，使用传统的六轴操作装置，该六轴操作装置具有充分的可动性从而通常以非常高的精度执行范围广泛的操作。然而，对于特定的应用来说，需要具有更少自由度却能更快操作的操作装置。这种操作装置可以以用于承载工具的机械手总是以预定方式定向在空间中的方式机械连接。

从US4976582和WO00/29177已知一种操作装置，通过该操作装置可动元件可以以保持的定向和保持的倾斜度相对于固定元件在空间中运动。该操作装置具有共同支撑可动元件的三个臂。这些臂中的每一个都围绕各自的第一轴线可旋转地轴颈支撑在固定元件中。臂支撑联动装置，联动装置的一端可旋转地轴颈支撑在臂的外部部分中，允许两个自由度的运动。在其另一端，联动装置支撑可动元件并轴颈支撑在其中，允许两个自由度的运动。

联动装置包括两个平行的连杆并被设置成与臂一起使得联动装置每一端的一个自由度构成围绕与各自臂的第一轴线平行的轴线的转动。因此，不管臂或联动装置的运动，这三个转动轴线都保持平行。这样，可动元件总是相对于固定元件具有相同的定向和倾斜度。然而，一种情况是臂的各自的第一轴线互成角度。这类工业机器人通常被称为并联运动学操作装置。

对于这类工业机器人以及各种其他类型的工业机器人的可动元件，可动元件设有用于附接操纵工具的旋转接头。因此，旋转接头具有用于特定种类工具的附接装置。

在很多情况下，机器人被应用于操纵需要不同种类工具的不同种类产品。当产品具有不同几何形状时就如此。可能还有需要更换工具的其他理由。例如，在食品行业，一种产品可能包括坚果，而另一种产品可能与坚果完全无关。如果一种产品不是旋转对称的，则在更换工具时需要对机器人进行重新校准。作为替代，待附接工具的板可以互换。但这需要卸下机器人的用于承载板的臂。这是非常复杂和耗时的。

本发明的目的是克服上述缺点并由此解决该问题，即在需要两种不同种类工具的情况下实现成本经济的操作。

DE202005003748U1公开了一种用于操作装置的具有一定灵活性的旋转接头。该旋转接头由模块构造，以允许不同数量的气动驱动件连接到旋转接头上。

发明内容

除非另外明确指明，在本申请的文本中，术语轴向、径向、角度和中心均以装置的旋转接头限定的轴线为参照。

上述问题通过根据本发明的第一方面加以解决，所讨论种类的装置具有以下具体特征：附接部件包括用于两种不同种类工具的至少两种不同的附接装置。所述附接装置的第一附接装置包括定位部件，该定位部件限定所附接工具相对于旋转接头具有一定角位置，且所述附接装置的第二附接装置被设置成使得所附接工具相对于旋转接头具有任意角位置。

由于有了两种附接装置，同一个旋转接头可用于两种不同种类的工具。当需要使用另一工具时，只要将安装的工具从其附接装置上拆下并将另一工具附接在另一附接装置上。由此将需要一定角位置的工具，例如夹持工具换成角定向并不重要的工具，例如像吸盘等旋转对称工具可以非常容易且低成本地进行，反之亦然。这在同一个工作过程中需要这些不同工具时提供了更高的效率。

因此，对于机器人的使用者来说，很大的好处在于不需要在更换工具时对要在其上附接工具的板进行重新校准或互换。这适用于非旋转对称工具与另一非旋转对称工具进行互换的情况以及旋转对称工具与非旋转对称工具进行互换的情况。

本发明还具有这样的好处，所述装置将附接非旋转对称工具的可能性与通常应用于旋转对称工具的有利的有效配重附件结合。因此，本发明为有效配重附件和包括角位置的附件都提供了可能性。

根据所述装置的一种优选实施方式，附接部件还包括被设置成使得所附接工具相对于旋转接头具有任意角位置的第三附接装置。

该实施方式体现了应用本发明的发明构思的更进一步，即允许更高自由度互换工具。因此，该实施方式例如在吸盘之外要采用另一旋转对称工具时尤其引人关注。该实施方式还具有这样的好处，即也是在只需要一个旋转对称工具的情况下，旋转接头适用于具有不同附接装置的这种工具。

根据另一优选实施方式，第一附接装置包括具有多个轴向孔的径向圆周装配表面。