CN107687465B - 横截面中在外侧多边形构造的管组成的模块化构造的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种横截面中在外侧多边形构造的管组成的模块化构造的装置，其由在横截面中在其外侧上多边形构造的管组成。所述装置用于设置例如夹紧卡接器或类似物，借助所述夹紧卡接器或类似物，能够设置其他物体、例如气动的抓具如曲柄杠杆夹紧装置、定心装置、钳紧装置或类似物。

Description

横截面中在外侧多边形构造的管组成的模块化构造的装置
技术领域
本发明涉及一种由在横截面中在其外侧多边形构造的管组成的模块化构造的装置。
背景技术
由DE202004018482.6在先已知一种用于在机动车工业的车身结构中使用的支架，以用于设置曲柄杠杆夹紧装置、吸入装置、定心芯轴、传感器、焊接装置、钳紧装置、铆接装置或类似物，其适合用于设置在机械手臂上或机械手臂中，其中，所述支架包括两个或多个在其外周面上圆柱形的管，所述管在不同的平面或角度中相对彼此设置，并且在所述管上在需要时通过按照形状适配的夹紧卡接器力锁合地在不同的平面和/或角位置设置不同的装置、例如曲柄杠杆夹紧装置，其中，为至少一个、优选所有的夹紧卡接器配置至少一个在配置的管或另一个部件上尤其是与指数环共同作用的标记部，所述标记部显示配置的管相对于夹紧卡接器的意外的扭转。
DE 200 17 129 U1示出一种模块化构造的抓具系统，以用于在机动车工业的车身结构中使用，抓具系统配置有至少一个在其外表面上圆柱形构成的栅格管，在所述栅格管上分别有一个或多个、尤其是两部分式的力锁合地在相关的栅格管上设置的夹紧卡接器，以用于定位并且保持相关的装置。栅格管配置有多个或许多在其圆柱形的周面上以栅格设置的定心和定位孔，其中，可选地，其中一个所述定心和定位孔与在其中一个或多个所述夹紧卡接器中设置的配合定心和定位孔能够同轴地置于重叠中。
DE 10 2013 006 723 A1示出用于支承工具、工件或类似物的优选模块化可构造的支承装置的管状的空心成型支架，尤其是用于自动化地操作工件，所述空心成型支架具有在横截面中基本上圆的或n角的外轮廓，其中，n应该大于4，所述空心成型支架包括在其环周上设置的贯通孔，其中，分别两个贯通孔成对对置。至少两个纵向槽用于将联结元件支承在空心成型支架的环周上。纵向槽在每个轮廓侧面的两侧在管中成形并且沿所述管的纵轴线方向延伸。要紧固的物体以爪嵌接到所述纵向槽中，所述爪在正交于相关的成型管的纵轴线方向引导的横截面中大致梯形地构造。纵向槽相对深地成形到处于轮廓侧面外的管材料的材料中并且可以显著削弱成型管的横截面，从而成型管必须对应厚壁地构造。
如果夹紧卡接器安装在管上，则存在危险，即，由于力锁合的连接管变形，从而成型管必须对应地构造。
不同种类的过程和自动化线对所述装置、尤其是所谓的抓具系统关于要求的定位精度、由过程决定期待的力、尤其是通过最大的机器人加速度提出大的要求，所述装置由这样的成型管构造并且在其上设置不同的物体、例如弯曲杠杆夹紧装置、吸入装置、定心芯轴、传感器、焊接装置、钳紧装置等。
由DE 10 2009 020 602 A1已知一种用于将空心型材连接在构件上的方法，其中，空心型材首先被钻穿并且在钻孔之间定位支承套筒，其中，支承套筒在钻孔之间形锁合地被压花。在钻孔上用于支承套筒的形锁合的压花构成环绕的凸缘。用于形成环绕的轮缘，空心成型壁的围绕钻孔设置的边缘区域挤压到支承套筒中。空心铆钉形的固定套筒除去一个部分区域通过钻孔引入支承套筒中并且所述部分区域构成在空心型材和支承套筒之间的凸缘，其中，固定套筒的外壁贴靠在支承套筒的内壁上。通过该结构应该实现如下优点，即，不再需要耗费的焊接过程，以便固定支承套筒。螺钉在拉紧时将力传递到支承套筒上。在该已知的方法中，空心型材和支承套筒的不同的材料厚度和延展性也应该不再起作用。
发明内容
本发明的任务是，提供一种模块化构造的装置，其以特别的优点能够使用在机动车工业的车身结构中，但也可以与操作器、移动单元、静止的存放处、支承部、构件接纳部和多轴的机械手共同作用地使用，其中，在成型管上要设置的物体、例如曲柄杠杆夹紧装置、焊接装置等应该能够准确定位并且自动定向地设置在所述装置的轮廓行程上。
解决方案：该任务通过本发明的特征解决。
一些优点：在本发明中使用在横截面中多边形的、尤其是在外面八边的成型管，其优选由轻金属合金、尤其是铝合金制成。包括错开的孔栅的该八角轮廓在每个多边形侧面的区域中具有导向槽，所述导向槽沿多边形管的纵轴线方向延伸，并且在多边形管上要紧固的物体、例如夹紧卡接器的基体以定心突出部精确配合地嵌接在所述导向槽中。该基体可以因此通过正交于相关的多边形侧面定向的运动嵌入所述导向槽中亦或也按照存在的装配条件从端侧推入。由此要紧固的基体自定心地在相关的多边形管、例如在八角成型管上精确配合地定心和定向。支承套筒穿过多边形管中的彼此同轴设置的孔并且以其端部区段突出到要紧固的体的对应的圆柱形的凹入部、例如夹紧卡接器的基体之中，并且由紧固螺钉轴向穿过，所述紧固螺钉以在其端部区域上设置的螺纹在相关的紧固的物体、例如夹紧卡接器的基体上拧入。在此出现的夹紧力主要由支承套筒接收。此外由此得出快速的非常精确的紧固。以这种方式可以没有困难地实现用于构造大的并且占空间的框架形的装置的组合部件系统，所述组合部件系统在学术界也称为“抓具系统”。这样构造的装置能够也用于构成为工业机器人的高速机器人，因为通过模块化的构造，能够制造具有接收能量的悬臂和标准构件的连续的使用的坚固的基架。在支承部上要准备好的用于修理和/或用于不同设计的框架形的装置的构造的零件的数量能够由此标准化并且不同的构件的数量小地保持。
其他的本发明的设计
按照一种实施方式，其中，板条和定心突出部正交于相关的多边形侧面设置并且通过共同的包络圆包围，所述包络圆的中点与相关的成型管的纵轴线重合。
按照一种实施方式，其中，相邻的孔列的相关的成型管的贯通孔这样彼此错开地设置，使得相邻的列的孔的分别一个孔优选在中央在相邻的孔列的两个孔之间设置。
按照一种有利的实施方式。由此将惯性力小地保持，这尤其是在这样的装置在机械手臂上的布置结构中是有利的。
附图说明
在附图中部分示意性地以实施例形象地说明本发明。其中：
图1示出模块化构造的装置，包括在在其上可更换地设置的不同的装置、例如气动的抓具，用于设置在多轴的机器人的未示出的机械手臂或类似物上；
图2部分中断地示出模块化构造的装置的局部图；
图3示出通过在八边的多边形管上的夹紧卡接器布置结构的横截面；
图4中断地示出在由图1可看出的装置中的两个多边形管的连接；
图5示出由图4可看出的部件的分解视图；
图6示出多边形管的正交于其纵轴线分布的横截面；
图7中断地示出多边形管的透视图，包括在其多边形侧上的用于由图1可看出的模块化构造的装置的孔栅；
图8示出包括紧固元件的在多边形管上的夹紧卡接器；
图9示出八边的多边形管，包括在其上设置的夹紧卡接器；
图10示出在所述视图中的夹紧卡接器；以及
图11示出包括支承套筒和螺钉的夹紧卡接器。
具体实施方式
在图1中可看出由结构组构造的、模块化的总体上以附图标记1表示的装置，其另外包括相互还以要说明的方式可脱开地在栅格中连接的八边的多边形管2、3、4和5。当然多边形管的数量按照运行条件可变。多边形管2的配设和接着的管和其侧边的数量也按照使用条件可变。
如可看出的，多边形管2至5形成平地构造的框架，所述框架通过与多边形管3和4可脱开地并且在还要说明的孔栅中连接的板6连同与其连接的耦连器部件7与多轴的、例如六轴的机器人的未示出的臂连接，其使整个装置1连同在其中设置的例如气动的抓具、尤其是曲柄杠杆夹紧装置8和其他的装置9、10、11、12、13、14、15例如钳紧(Clinch)和焊接装置可偏转运动，以便将分别需要的物体、例如曲柄杠杆夹紧装置8置于工作位置中并且从工作位置中偏转离开。但所述装置也可以这样构造，使得其配置给操作器、存放处、行驶单元、构件接纳部或静止的存放处。装置8至15也可以全部是气动的抓具。
在16处设置另一个多边形管，所述多边形管与多边形管4可脱开、但功能上一件式地连接。
构成为成型管的多边形管2至5和16在示出的实施形式中由铝合金制成并且在其整个长度上在任意的相对于其纵轴线正交分布的横截面中在其外表面上多边形、这里八边地形状相同地构成。这样的横截面由图6可看出，而图7透视中断地包括在孔栅中分别成对同轴的贯通孔26地示出这样的在外周面上八边构成的多边形管。
在图6中该八边的多边形管总体上以附图标记2表示，而在夹子中存在的标号2–5、16应该表达，其他的多边形管也形状相同地构造，优选具有相同的横截面形状，从而示出的多边形管2至5以及16的所有横截面形状全等。但在需要时，各单个成型管的横截面形状的也可以不同地设计，如果运行条件应该需要的话。示出的设计方式产生高稳定性的平的框架形的结构方式，从而在通过设置的机器人处理时出现的由于行驶速度和加速度而产生的负荷也在高速机器人(工业机器人)中可以无问题地完成。
例如由图6可看出的八边的多边形的一些外部的侧面以附图标记17、18、19、20、21、22和23表示。这些多边形侧面17–23在示出的结构型式中分别一样大。当然可以在横截面中不同地构造的多边形中对应地如接着说明地那样进行，这尤其是适用于接着所述的构造的特征。为全部的多边形侧面17至23配置有导向槽55、56、57、58、59、60、61或62。全部的导向槽55至62在其端部区域上配置有向外伸出的并且沿相关的多边形管2至5和16的纵轴线方向板条状延伸的按照材料一件式的并且构成为定心和导向板条的定心和导向面24和25。这些定心和导向面24、25和接着的可以以其彼此朝向的侧面正交于配置的多边形管2的相应的多边形侧边17至23，亦或以数度、例如分别两度的锐角相互或向外彼此倾斜离开地延伸。在示出的实施形式中，构成为定心和导向面24、25的壁以其彼此朝向的内部的侧面以大约两度的锐角彼此、亦即分别向外倾斜延伸地设置。这些定心和导向板条的高度从配置的多边形侧边17至23正交测量是小的并且可以为1毫米或例如更小。所有转向(面向)外的定心和导向面24和25通过共同的包络圆包围，所述包络圆的中点处于多边形管2的纵轴线上并且因此也包围所有导向槽55至62。
在全部的示出的在横截面中多边形的成型管2至5和16中，多边形侧边17和23通过贯通孔26穿通，所述贯通孔在示出的实施形式中沿相应的多边形管2至5和16的纵轴线方向以其纵轴线相同远地彼此远离并且平行地设置。分别两个成对彼此对置的孔26和27彼此同轴地设置并且一样大。如通过图6和7的对照可看出的，在相邻的列中的贯通孔26、27在定心和导向面24、25之间设置的贯通孔以其纵轴线分别相对于相邻的列的贯通孔这样彼此错开地设置，使得所述一个列的贯通孔26、27的纵轴线大致设置在相邻的多边形侧边的两个相邻的贯通孔的连接线的中心。由此产生孔栅，其能够实现在模块化的装置上要设置的物体如气动张紧器、曲柄杠杆夹紧装置、钳紧装置或焊接装置、定心装置或类似物的大量的紧固可能性。
图2在透视图中示出气动的抓具28借助夹紧卡接器的布置结构。
由图3和8例如可看出构成为十字卡接器的夹紧卡接器29相对于八边的多边形管2的配置。利用30表示夹紧卡接器29的基体，而31是两个间隔开的并且通过四个螺钉32在基体30上要紧固的弓形件，所述弓形件力锁合并且形锁合地包围连接管33。附图标记34表示两个支承套筒，分别一个在其端部区段上分别具有一个螺纹区段的螺钉35穿过所述支承套筒，并且拧入夹紧卡接器29的基体30的设有螺纹的孔中，以便将其紧固在多边形管2上。支承套筒34穿过成对并且同轴对置的贯通孔、例如成型管2的贯通孔26、27，并且以一定的纵向区段配合地嵌接到夹紧卡接器29的基体30的对应的圆柱形的空隙63中并且在最深处在圆柱形的空隙63中支承，而螺钉35穿过相关的支承套筒34并且在对置的侧上从支承套筒34中以其螺纹拧入夹紧卡接器29的基体30的设有螺纹的孔中。
在由图9可看出的剖面图中在另一个夹紧卡接器36中示出，支承套筒37、38怎样配合地穿过多边形管2的同轴对置的孔26、27或类似物并且以其自由的纵向区段设置在夹紧卡接器36的基体40的圆柱形的沉孔或空隙63中并且以分别由包括相对于支承套筒37、38的头部43增大的头部44、45的螺钉41、42在支承套筒37、38的按照材料一件式的头部43上靠置地穿过支承套筒37、38并且以其螺纹区段在基体40的设有内螺纹的孔46、47中拧入并且由此将基体40与多边形管2连接，但没有不利地变形，因为力被接收。但如由图3可看出的，也可以为螺钉35的头部44、45配置垫圈64，所述垫圈放置在多边形管2的相关的侧面17–23上并且靠在支承套筒34上支承。垫圈64也可以与螺钉35的相关的头部44、45一件式地构成。
如由图10可看出的，基体40在该实施形式中具有定心和导向部件48，所述定心和导向部件放置在多边形管2的配置的侧面、例如17上，而定心和导向面、例如24、25，板条形地侧向包围该定心和导向部件并且将其引导和定心。由此相关的夹紧卡接器、例如36可以沿配置的多边形管2的纵轴线方向在相关的导向槽55至62中移动，但也正交地套装到多边形管2的对应的多边形侧面、例如17上，但也通过相反的运动再次从成型管2去除并且因此沿成型管的纵轴线方向而且沿其周向形锁合地引导和定心并且通过螺钉41、42与支承套筒37、38固定。在拧紧螺钉41、42时——不像在通常的夹紧卡接器中那样——多边形管2不会压缩和不利地变形，从而模块化的装置可以以高的精确性和大的刚度实施。许多配置给八边的多边形管2–5和16的贯通孔26、27能够实现物体如吸盘、胶合装置、定心装置、曲柄杠杆夹紧装置、焊接装置在空间的不同的平面和/或角度中的对应大量的紧固可能性，这对于机动车工业的车身结构有特别的优点。
由图4和5可看出相邻的八边的多边形管2通过沿直径对置的角形件49、50的连接，其支腿彼此成直角设置并且由金属的材料、例如钢制成。
以51表示定心销，以52表示螺钉，以53表示螺纹套筒，以54表示配合螺钉。角形件49和50的准确的定位通过在每侧上的配合销51实现。图4示出完成装配的结构。
在权利要求和说明中说明的以及由附图可看出的特征可以不仅单独而且以任意的组合对于实现本发明是重要的。
附图标记列表
1 装置
2 多边形管
3”
4”
5”
6 板
7 耦连器部件
8 曲柄杠杆夹紧装置、气动的抓具
9 气动的抓具、装置
10
11
12
13
14
15
16多边形管
17侧面
18”
19”
20”
21”
22”
23”
24 定心和导向面
25”
26 贯通孔
27”
28 气动的抓具
29 夹紧卡接器
30 基体
31 弓形件
32 螺钉
33 连接管
34 支承套筒
35 螺钉
36 夹紧卡接器
37 支承套筒
38”
39 空隙
40 基体
41 螺钉
42”
43 支承套筒的头部
44”螺钉
45”
46 孔
47”
48 定心和导向部件
49 角形件
50”
51 定心销，配合销
52 螺钉
53 螺纹套筒
54 配合螺钉
55 导向槽
56”
57”
58”
59”
60”
61”
62”
63 空隙
64 垫圈
参考文献
DE 10 2013 006 723 A1
DE 10 2009 020 602 A1
DE 20 2004 018 482 U1
DE 200 17 129 U1

Claims (9)

1.模块化构造的、框架状的装置(1)，所述装置包括在横截面上在其外侧上多边形地构造的多边形管，所述多边形管具有在其环周上并且沿纵轴线方向以孔栅彼此隔开距离设置的并且成对同轴彼此对置的孔(26、27)，并且相关的多边形管的侧面(17–23)设有沿多边形管的纵轴线方向延伸的一件式的导向槽(55–62)，要紧固的构件以定心和导向突出部(48)形锁合地嵌接在所述导向槽中，并且相关的构件设有一个或多个螺纹孔，其中，相关的孔在其朝向多边形侧面的端部区段上设有圆柱形的构成为配合孔的空隙(39)，从多边形管的对置的侧插入同轴对置的孔对中的并且穿过相关的多边形管的内部空间的并且设置到配合孔中的支承套筒(37、38)嵌接到所述空隙中，所述支承套筒以一体成形的增大的头部或凸缘(43)靠置在对置的多边形侧面上或设置在垫圈的对置的侧上，并且支承套筒(37、38)由螺钉(41、42)穿过，所述螺钉在任何情况下以增大的头部或在中间连接垫圈的情况下支承在相关的支承套筒(37、38)的端侧上，其中，螺钉拧入连接到配合孔上的拧紧螺纹中并且将相关的物体定心以及精确配合地紧固在相关的多边形管上，其中，导向槽(55)通过定心和导向板条(24、25)侧向限定，所述定心和导向板条正交于配置的多边形侧面(17)设置，其中，定心和导向板条(24、25)的外部的轮廓由共同的包络圆包围，所述包络圆的中点设置在多边形管的纵轴线上。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述要紧固的构件是夹紧卡接器(29)。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定心和导向板条(24、25)以其彼此朝向的侧面正交于配置的多边形管的相应的多边形侧边(17-23)亦或以数度的锐角相互或向外彼此倾斜离开地延伸。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，所述定心和导向板条(24、25)以分别两度的锐角相互或向外彼此倾斜离开地延伸。
5.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，定心和导向板条(24、25)从配置的多边形侧边(17-23)正交测量具有1毫米的高度。
6.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，相邻的多边形侧面(17、23)的孔(26、27)以其中心线彼此错开，并且这些中心线在一个或所有多边形侧面(17–23)上彼此具有相同的距离。
7.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述多边形管由轻金属合金制成。
8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，所述轻金属合金是铝合金。
9.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述多边形管由碳纤维材料制成。
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