CN115519387A - 平面驱动装置以及用于操作平面驱动装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平面驱动装置(10)，具有第一平台(16)和第二平台(18)，这两个平台能够在工作台(12)上的X‑Y平面(14)中移动，其中，所述第一平台(16)具有框架(20)、传动装置(22)和用于布置作业工具(28)的工作平台(24)，所述传动装置(22)允许调节所述工作平台(24)相对于X‑Y平面(14)的距离，所述第二平台(18)具有框架(30)和驱动构件(32)，所述驱动构件(32)至少间接可移动地耦接到所述工作平台(24)，以使得能够通过改变在X‑Y平面内两个平台之间的距离来调节所述工作平台到X‑Y平面的距离。通过平台在X‑Y平面上的相对运动，可以将工作工具转换为至少两种不同的工作状态。本发明还涉及一种用于操作平面驱动装置的方法。

Description

平面驱动装置以及用于操作平面驱动装置的方法
技术领域
本发明涉及一种具有第一平台和第二平台的平面驱动装置，这两个平台可在工作台上沿X-Y平面移动，其中第一平台具有框架、传动装置和用于布置作业工具的工作平台，传动装置允许调节工作平台相对于X-Y平面的距离，第二平台具有框架和驱动构件，该驱动构件至少间接可移动地耦接到工作平台，使得可以通过改变X-Y平面内两个平台之间的距离来调节工作平台到X-Y平面的距离。
背景技术
开头提到的平面驱动装置从WO2018/176137A1、WO2020/243814A1和DE102006038505A1中已知。平台也称为“动体”，其例如可通过磁力在工作台上被驱动。平台可在X-Y平面内自由移动。设置在第一工作平台上的作业工具与X-Y平面的距离同样可以通过平台的移动来调节，从而使作业工具在空间中自由定位。
为了驱动作业工具，它需要电源。为此目的，可以准备固定的电源，该电源经由线路连接到作业工具的驱动器上。与工作平台一起移动并定期充电的蓄能器也可以保持准备就绪。
发明内容
本发明基于能够以简单的方式致动装置的作业工具的目的。
该目的在开头所述类型的平面驱动装置的情况下得以实现，驱动构件和传动装置在垂直于X-Y平面的运动平面中的运动对于调节工作平台到X-Y平面的距离是有效的，驱动构件可相对于工作平台沿垂直于运动平面的工作轴线移动，作业工具的第一部分连接到驱动构件，作业工具的第二部分连接到工作平台，使得通过平台在X-Y平面中沿平行于工作轴线的方向的相对运动，作业工具可以转换到至少两种不同的工作状态，其中第一部分和第二部分分别占据彼此不同的相对位置。
根据本发明的平面驱动装置具有这样的优点，即驱动作业工具所需的动力可以通过在工作台上移动的平台的相对运动来提供。这种运动所需的驱动器和驱动能量已经可用于在X-Y平面中移动平台。这样就可以省去前面提到的仅分配给作业工具的其它电源的附加构件。这具有以下优点：作业工具可以不受线路阻碍地自由定位(与固定电源相比)，并且工作平台可以专门用于作业工具的布置(与布置在工作平台上的蓄能器相比)。
为了调节工作平台到X-Y平面的距离，第二平台的驱动构件和传动装置的构件或部分构件以及第一平台的工作平台在垂直于X-Y平面的运动平面内运动。这允许在X-Y-Z空间内自由选择作业工具的定位。
第二平台及其驱动构件可相对于工作平台沿工作轴线在垂直于所述运动平面的方向上运动。然而，这里的驱动构件优选地不动地连接到作业工具的第一部分，因此第二平台在平行于工作轴线的方向上的运动与作业工具的第一部分相对于第二部分的平行于工作轴线的运动相关联。这产生了相对于作业工具的第二部分的相对运动，该第二部分优选地不动地连接到工作平台。以这种方式，可以将作业工具转换到至少两种不同的工作状态，而不必求助于附加的电源。
特别优选的是，作业工具具有多个工作区域。其工作状态同样可以通过两个平台在平行于工作轴线的方向上的相对运动来改变、优选地彼此同时改变。
特别地，优选的是，作业工具是在第一工作状态下闭合，在不同于第一工作状态的第二工作状态下打开的夹持工具。夹持工具的打开状态在此对应于夹持工具可相对于至少一个待夹持物体可移动的事实。因此，闭合状态对应于至少一个物体被夹持在夹持工具处的事实。
一个优选实施例设置为，传动装置设计为四连杆运动链，其中，框架和工作平台形成两个传动构件。这些传动构件特别是经由双摇杆彼此耦接。
特别地，优选的是，四连杆运动链设计为具有四个旋转接头的平行四边形导轨。这允许精确和简单地改变工作平台的位置，以便调节工作平台相对于X-Y平面的距离。
如果所述驱动构件通过旋转接头安装在第二平台上，则对于第二平台的驱动构件也是优选的。这允许简单地提供曲柄构件，该曲柄构件至少间接地与工作平台相互作用。驱动构件可以可移动地连接到工作平台本身或连接到第一平台上的传动装置的一部分。
特别地，优选的是，驱动构件通过旋转滑动接头可移动地(至少间接地)耦接到工作平台。这意味着，当驱动构件在运动平面内的运动期间，旋转滑动接头的旋转轴线在运动平面内的位置发生变化(为了调节工作平台的距离)，通过驱动构件平行于旋转滑动接头的旋转轴线(对应于工作轴线)的运动，作业工具被以上述方式致动。
特别地，优选的是，旋转滑动接头的枢轴螺栓同时形成传动装置的旋转接头。由此可以提供一种特别简单和可靠的结构。
如果将两个平台的两个框架设置为相同的部件，则可以进一步简化结构。
此外，优选的是，为传动装置提供止挡部，以便限定作业工具的端部位置。该止挡部优选地布置在第一平台的框架上。这允许作业工具的特别精确的定位。
还优选的是，作业工具至少在端部位置突出超过工作台的X-Y平面的边界。这样，作业工具也可以定位在布置在工作台之外的生产区域中。
本发明还涉及一种用于操作上述平面驱动装置的方法。根据本发明，两个平台在X-Y平面中被驱动为使得工作平台到X-Y平面的距离沿着垂直于X-Y平面的Z轴变化。这样，作业工具可以沿垂直于X-Y平面的方向升降。
为了将作业工具转换到改变的工作状态，优选的是第一平台静止而第二平台移动。这允许在不操作作业工具的第二部分的情况下致动作业工具。
附图说明
本发明的其它特征和优点是以下描述和优选示例性实施例的图示的主题。
图中：
图1示出了平面驱动装置的一个实施例的透视图，该平面驱动装置具有作业工具和保持在作业工具处的物体；
图2示出了根据图1的平面驱动装置的侧视图；
图3示出了根据图1的平面驱动装置的俯视图；
图4示出了对应于图3的平面驱动装置的俯视图，其中作业工具被致动；
图5以放大图示出了在图3中以V标记的细节，其中，作业工具处无物体且处于闭合工作状态；以及
图6示出了对应于图5的图示，其中，作业工具处于打开工作状态。
具体实施方式
平面驱动装置在附图中整体用附图标记10表示。它包括限定由直线组成的X-Y平面14的工作台12，在该X-Y平面14中，第一平台16和独立于其的第二平台18被可移动地驱动。
第一平台16包括框架20、传动装置22和用于布置作业工具28的工作平台24。工作平台24和作业工具到X-Y平面14的距离是可调节的，使得作业工具28可以自由地定位在由X-Y平面14和与其垂直的Z轴26限定的空间中。
第二平台18包括框架30和驱动构件32。
第一平台16的框架20包括用于布置两个旋转接头36和38的框架部件34。摇杆40或42可旋转地安装在每个所述旋转接头上。摇杆40和42分别经由第三旋转接头44和第四旋转接头46可旋转地连接到工作平台24。
由于第一旋转接头36和第二旋转接头38之间的距离与第三旋转接头44和第四旋转接头46之间的距离相同，并且由于摇杆40和42的接头之间的距离相同，因此传动装置22形成平行四边形导轨形式的四连杆运动链。这使得工作平台24可以沿着围绕框架部分34的圆弧形运动保持相同的定向，参照图2中的附图标记24和24'。这样，被保持在作业工具28处的物体48也可以保持其空间定向，参照图2中的附图标记48'。
第二平台18的框架30包括框架部件50，该框架部件50优选地具有与框架部件34相同的结构。框架部件50用于设置旋转接头52，用于旋转安装驱动构件32，该驱动构件32优选地是以曲柄构件54的形式提供。
第一平台16的传动装置22的第四旋转接头46包括枢转螺栓56，参照图3。驱动构件32的与旋转接头52间隔开的端部经由旋转滑动接头58连接到所述旋转接头56。因此，驱动构件32可在旋转滑动接头58的区域中围绕枢轴螺栓56旋转，同时可相对于枢轴螺栓56平行于旋转接头46的旋转轴线移位。
工作平台24到X-Y平面14的距离的调节与第一平台16的工作平台24的摇杆40和42以及第二平台18的驱动构件32在运动平面60内的运动相关联。后者运动平面垂直于X-Y平面14定向，参照图3。
为了调节工作平台24到X-Y平面14的改变的距离，改变X-Y平面14内两个平台16和18之间的距离，参照图2，其中通过虚线指示了第二平台18的运动，参照参考符号18'。优选地不在此操作第一平台16。
通过平台16和18的框架20和30的上述相对运动，曲柄构件54围绕旋转接头52枢转。该在运动平面60内的运动由旋转滑动接头58传递至枢转螺栓56，进而驱动工作平台24以及摇杆40和42以使工作平台24相对于第一平台16的框架20进行圆弧形运动。
所有旋转接头36、38、44、46和52的旋转轴线相互平行并垂直于运动平面60。同时，驱动构件32可借助于旋转滑动接头58相对于工作平台24沿垂直于运动平面60的工作轴线62(参照图3和图4)运动。这种运动在图4中通过第二平台18和驱动构件32的点划线图示示出。
这种在平行于工作轴线62的方向上的运动与驱动构件32沿工作轴线62并垂直于运动平面60的偏移64相关联，如图5和图6所示。
驱动构件32具有支承套筒66，该支承套筒66布置在端部侧并且旨在用于可旋转和可移动地接收枢转螺栓56。驱动构件32还经由耦接部68连接到作业工具28的第一部分72的接收区域70。驱动构件32在平行于作业轴线62的方向上的运动因此经由耦接部68和接收区域70传递到作业工具28的第一部分72。
作业工具28的第二部分74固定地连接到工作平台24。
作业工具28具有多个工作区域76，这些工作区域特别是分别设计为夹持区域。这些夹持区域可以闭合以夹持物体48(作业工具28的第一工作状态，参照图5)或可以打开以释放物体48(作业工具28的第二工作状态，参照图6)。
作业工具28的第一部分72具有面对作业工具28的第二部分74的夹持表面80的夹持表面78。夹持表面78、80之间的距离的变化与夹持区域76的闭合相关联(参照图5)或与夹持区域76的打开相关联(参照图6)。
夹持区域76通过当第一平台16优选地处于静止时，第二平台18的框架30在X-Y平面中沿平行于工作轴线62的方向被驱动而打开和闭合，结果是驱动构件32沿工作轴线62移动，因此带动耦接部68和接收部分70以及作业工具28的第一部分72移动，从而改变夹持表面78相对于作业工具28的第二部分74的固定夹持表面80的距离。
可以但不是必须地，作业工具28在传动装置22的端部位置中被致动，其中传动装置22占据端部位置。为了限定这样的端部位置，可以设置止挡部82，该止挡部82优选地布置在第一平台16的框架20上并且用作摇杆40的支撑。如果在所述端部位置，作业工具28突出超过工作台12的边界84(参见图2)，这尤其是有利的，这使得作业工具也可以定位在工作台12之外的生产区域86中。

Claims (12)

1.一种平面驱动装置(10)，具有第一平台(16)和第二平台(18)，这两个平台能够在工作台(12)上的X-Y平面(14)中移动，其中，所述第一平台(16)具有框架(20)、传动装置(22)和用于布置作业工具(28)的工作平台(24)，所述传动装置(22)允许调节所述工作平台(24)相对于X-Y平面(14)的距离，所述第二平台(18)具有框架(30)和驱动构件(32)，所述驱动构件(32)至少间接可移动地耦接到所述工作平台(24)，以使得能够通过改变在X-Y平面(14)内两个平台(16、18)之间的距离来调节所述工作平台(24)到X-Y平面(14)的距离，其特征在于，所述驱动构件(32)和所述传动装置(22)在垂直于X-Y平面(1)的运动平面(60)中的运动对于调节所述工作平台(24)到X-Y平面(14)的距离是有效的，所述驱动构件(32)能够相对于所述工作平台(24)沿垂直于所述运动平面(60)的工作轴线(62)移动，所述作业工具(28)的第一部分(72)连接到所述驱动构件(32)，所述作业工具(28)的第二部分(74)连接到所述工作平台(24)，以使得通过平台(16、18)在X-Y平面(14)中沿平行于所述工作轴线(62)的方向的相对运动，所述作业工具(28)能够转换为至少两种不同的工作状态，其中，所述第一部分(72)和所述第二部分(74)分别占据彼此不同的相对位置。
2.根据权利要求1所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述作业工具(28)具有多个工作区域(76)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述作业工具(28)是夹持工具，其在第一工作状态下闭合，在不同于所述第一工作状态的第二工作状态下打开。
4.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述传动装置(22)设计为四连杆运动链，其中，所述框架(20)和所述工作平台(24)形成两个传动构件。
5.根据权利要求4所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述四连杆运动链设计为具有四个旋转接头(36、38、44、46)的平行四边形导轨。
6.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述驱动构件(32)通过旋转接头(52)安装在所述第二平台(18)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述驱动构件(32)通过旋转滑动接头(58)可移动地耦接到所述工作平台(24)。
8.根据权利要求7所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述旋转滑动接头(58)的枢轴螺栓(56)同时形成所述传动装置(22)的旋转接头(46)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述两个平台(16、18)的两个框架(20、30)设置为相同的部件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，为所述传动装置(22)设置止挡部(82)，以限定所述作业工具(28)的端部位置。
11.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)，其特征在于，所述作业工具(28)至少在端部位置突出超过所述工作台(12)的X-Y平面(14)的边界(84)。
12.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动装置(10)的方法，其特征在于，两个平台(16、18)在X-Y平面(14)中被驱动为使得工作平台(24)到X-Y平面(14)的距离沿垂直于X-Y平面(14)的Z轴(26)改变，和/或，为了将作业工具(28)转换到改变的工作状态，第一平台(16)静止，而第二平台(18)移动。
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