DD205373A1

DD205373A1 - AUTOMATIC POSITIONING DEVICE FOR POSITIONING COMPENSATION WHEN MOUNTING ITEMS

Info

Publication number: DD205373A1
Application number: DD23897282A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Riedel; Joachim Frommhold
Original assignee: Gerhard Riedel; Joachim Frommhold
Priority date: 1982-04-14
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1983-12-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Positioniervorrichtung zum Lageausgleich beim Montieren von Einzelteilen fuer einen ungesteuerten aber auch gesteuerten Ausgleich von Positionierunsicherheiten von zu montierenden Einzelteilen. Eine Anwendung der Vorrichtung wird vor allem in der Montage gesehen. Die automatische Positioniervorrichtung besteht im wesentlichen aus mehreren, auf dem Umfang eines Gehaeuses gleichmaessig verteilten Induktionsspulen, in denen die Enden von Magnetkernen, die mit einem Zentralkoerper, an dem zu montierende Einzelteile u.a. anflanschbar sind, fest verbunden sind, begrenzt frei beweglich angeordnet sind.The invention relates to an automatic positioning device for leveling the assembly of items for an uncontrolled but also controlled compensation of positioning uncertainties of parts to be mounted. An application of the device is seen especially in the assembly. The automatic positioning device consists essentially of several, uniformly distributed on the circumference of a housing induction coils in which the ends of magnetic cores, with a Zentralkerper, on the items to be mounted u.a. are flanged, are firmly connected, are arranged freely movable limited.

Description

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Automatische Positioniervorrichtung zum Lageausgleich beim Montieren von EinzelteilenAutomatic positioning device for position compensation when mounting individual parts

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine automatische Positioniervorrichtung zum Lageausgleich beim Montieren von Einzelteilen mit Spiel oder Übermaß.Die Erfindung findet vor allem im Maschinen- und Fahrzeugbau und in der Feingerätetechnik Anwendung, vorzugsweise beim automatischen Positionieren und nachfolgendem Fügen von Einzelteilen mittels Industrierobotern.The invention relates to an automatic positioning device for leveling the assembly of items with play or Übermaß.Die invention is mainly in machine and vehicle and in the Feingätetechnik application, preferably in the automatic positioning and subsequent joining of parts by means of industrial robots.

Charakteristik bekannter technischer LösungenCharacteristic of known technical solutions

Beim automatischen Fügen mittels Industrieroboter treten stets unzulässig große Abweichungen zwischen den Fügeachsen von zu verbindenden Einzelteilen auf.Diese Posi- tionierunsicherheiten müssen ausgeglichen werden.Automatic joining by means of industrial robots always causes impermissibly large deviations between the joint axes of individual parts to be joined. These positioning uncertainties must be compensated.

Bekannt sind Positionier-, Füge- und Steuereinrichtungen, die auf mechanischen, elektromechanischen, pneumatischen und magnetischen Prinzipien beruhen.Während mechanisch, elektromechanisch und pneumatisch v/irkende Einrichtungen sowohl gesteuert als auch ungesteuert eine gewünschte Position der Einzelteile herstellen, werden von magnetisch wirkenden Einrichtungen Lage bzw. Position der Einzelteile vorwiegend nur erfaßt bzw. registriert. Nach DEOS 2255183 ist eine Einrichtung bekannt, bei der Einzelteile vor oder beim Einsetzen in vormontierte Baugruppen zum Lagepositionieren einem magnetischen Feld ausgesetzt werden.D. h., das Magnetfeld zentriert diePositioning, joining and control devices are known which are based on mechanical, electromechanical, pneumatic and magnetic principles. While mechanically, electromechanically and pneumatically acting devices produce a desired position of the individual parts both controlled and uncontrolled, magnetically acting devices are able to position themselves or position of the items predominantly recorded or registered. DEOS 2255183 discloses a device in which individual parts are exposed to a magnetic field before or during insertion into preassembled assemblies for positional positioning. h., the magnetic field centers the

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Einzelteile starr und es sind bauteilspezifische Lösungen erforderlich.Bei einem in DEOS 2504127 beschriebenen Gerät für automatische Montage kann die relative Verschiebung eines Grundgliedes mittels Differentialtransformation erfaßt werden, wobei um das Grundglied herum Transformatoren angeordnet sind, so daß eine Lageänderung des Grundgliedes auswertbare Magnetfeldänderungen bewirkt und mit diesen wiederum Positioniermotoren gesteuert werden. In DEOS 2556880 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der das Verbinden zweier Einzelteile über eine Vibrationsbewegung auf Grund eines alternierenden Magnetfeldes realisiert wird.Dazu sind jedoch magnetische Zusatzteile zum Positionieren und Fügen erforderlich. Allen diesen Einrichtungen ist gemeinsam, daß entweder Lageänderungen von Einzelteilen durch Feldwirkungen erfaßt werden oder daß die Einzelteile zueinander positioniert werden, wobei, insbesondere gesteuerte Einrichtungen eine gewisse Trägheit auf v/eisen, eine mehrfache Signalumsetzung und eine Rückmeldung erforderlich sind, die Abmessungen dieser Einrichtungen entsprechend groß sind und die Fertigung sehr aufwendig ist. In neuerer Zeit wurde eine automatische Positioniervorrichtung zur Montage von Einzelteilen bekannt (DDPA B 25 J/235536), die im wesentlichen aus einem Grundkörper und einem darin befindlichen, aus mehreren Teilen zusammengesetzten Ausgleichssystem besteht, das gleichsinnig gepolte, ringförmige Magnetkerne enthält, wodurch automatisch positioniert und eine Nullage des Ausgleichssystemes erreicht wird.Nachteil auch dieser Vorrichtung ist eine komplizierte bzw. aufwendige Konstruktion.Parts are rigid and component-specific solutions are required. In an automatic assembly device described in DEOS 2504127, the relative displacement of a base member may be detected by differential transformation, with transformers disposed around the base member so that a change in position of the base member effects evaluable magnetic field changes These turn positioning motors are controlled. In DEOS 2556880 a device is described, in which the connection of two individual parts is realized via a vibrating motion due to an alternating magnetic field. However, this requires magnetic additional parts for positioning and joining. All these devices have in common that either changes in position of individual parts are detected by field effects or that the items are positioned to each other, in particular controlled devices a certain inertia on v / iron, a multiple signal conversion and feedback are required, the dimensions of these devices accordingly are large and the production is very expensive. Recently, an automatic positioning device for assembly of parts has been known (DDPA B 25 J / 235536), which consists essentially of a base body and a multi-piece composite system therein, which contains in the same direction poled, annular magnetic cores, thereby automatically positioned and a zero position of the compensation system is achieved. The disadvantage of this device is a complicated or expensive construction.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, ein automatisches, technologisch sicheres und aufwandsarmes Positionieren bei gleichzeitigem Lageausgleich von Positionierunsicherhei- -ten sowie .ein nachfolgendes Fügen zu verbindender Einzelteile mit Spiel- oder Preßpassung zu ermöglichen, somit Arbeitskräfte einzusparen und die Produktivität zuThe invention has the goal of an automatic, technologically safe and low-cost positioning while simultaneous positional compensation of Positionierunsicherhei- as well as .ein subsequent joining to be joined items with play or interference fit to allow to save labor and productivity

erhöhen.increase.

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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Positioniervorrichtung zum Lageausgleich beim Montieren von Einzelteilen mit Spiel oder Übermaß zu schaffen, durch die ein automatisches, technologisch sicheres und aufwandsarmes Positionieren bei gleichzeitigem Lageausgleich von Positionierunsicherheiten und ein nachfolgendes Fügen zu verbindender Einzelteile ermöglicht wird.The invention has for its object to provide an automatic positioning for leveling the assembly of items with play or excess, through which an automatic, technologically safe and low-cost positioning with simultaneous positional compensation of positioning uncertainties and subsequent joining is made possible to be joined items.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung von an sich bekannten Elektromagneten u. a. Bauelementen sowie Magnetpolstern und unter Anwendung des Prinzipes der Bewegung um einen Momentanpol dadurch gelöst, daß die automatische Positioniervorrichtung zum Lageausgleich beim Montieren von Einzelteilen im wesentlichen aus mehreren, auf dem Umfang eines ringförmigen Gehäuses gleichmäßig verteilten Induktionsspulen besteht, in denen die Enden von Magnetkernen, die mit einem magnetischen oder unmagnetischen Zentralkörper fest verbunden sind, begrenzt frei beweglich gelagert sind.Durch die in den Induktionsspulen erzeugten, konstanten Magnetfelder ist der magnetische oder unmagnetische Zentralkörper über die Magnetkerne in begrenztem Maße frei beweglich für einen lateralen und Winkelausgleich von Unsicherheiten beim Positionieren von, am Zentralkörper angeflanschten Einzelteilen bzw. Werkzeugen oder Greifern.Das System kann mehrere, ringförmig übereinander angeordnete Induktionsspulen enthalten.Zum Schutz der Induktionsspulen und der Magnetkerne ist vorzugsweise zwischen Magnetkern und Zentralkörper ein elastisches Zwischenglied angeordnet.This object is achieved according to the invention using electromagnets known per se. a. Components and magnetic pads and using the principle of movement around a Momentanpol solved in that the automatic positioning device for leveling the assembly of items consists essentially of several, evenly distributed on the circumference of an annular housing induction coils in which the ends of magnetic cores, the Due to the constant magnetic fields generated in the induction coils, the magnetic or nonmagnetic central body is freely movable over the magnetic cores to a limited extent for a lateral and angular compensation of uncertainties in the positioning of The system may contain a plurality of annularly superimposed induction coils. To protect the induction coils and the magnetic cores is preferably zwi Magnetic core and central body arranged an elastic intermediate member.

Weiterhin kann ein derartiger Lageausgleich auch rechnergesteuert erfolgen, indem die sich jeweils gegenüberliegenden Induktionsspulen synchron gepolt sind und somit der Lageausgleich auch unabhängig von den Arbeitswerten einer konkreten Handhabungseinrichtung erfolgenFurthermore, such a position compensation can also be computer-controlled by the respective opposing induction coils are poled synchronously and thus the position compensation is also independent of the working values of a concrete handling device

-'- 23897 2 7-'- 23897 2 7

kann.can.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher beschrieben.werden. Die Zeichnung zeigt die automatische Positioniervorrichtung zum Lageausgleich beim Montieren von Einzelteilen im Teilschnitt.The invention will be described in more detail below on an exemplary embodiment with reference to a drawing. The drawing shows the automatic positioning device for leveling the assembly of individual parts in partial section.

Die automatische Positioniervorrichtung zum Lageausgleich beim Montieren von Einzelteilen besteht im wesentlichen aus vier, auf dem Umfang eines Gehäuses 1 gleichmäßig verteilten, und in einer Ebene angeordneten, Induktionsspulen 2, in denen die Enden von Magnetkernen 4, die mit einem unmagnetischen Zentralkörper 3 fest verbunden sind, begrenzt und vorzugsweise in Achsrichtung der Magnetkerne 4 frei beweglich sind.Am unmagnetischen Zentralkörper 3 sind zu montierende Einzelteile 5 automatisch form- und kraftschlüssig anflanschbar.Die in den Induktionsspulen 2 erzeugten, konstanten Magnetfelder ermöglichen eine begrenzte laterale und zum Teil auch rotatorische Beweglichkeit des Zentralkörpers 3 mit den Magnetkernen 4 und somit den zu montierenden Einzelteilen 5.Die automatische Rückstellung des Zentralkörpers erfolgt ebenfalls durch die magnetischen Feldkräfte.Die teilweise rotatorische Beweglichkeit des Zentralkörpers 3 ist durch eine relativ große Differenz zwischen Wickelinnendurchmesser der Induktionsspulen 2 und dem Außendurchmesser der Magnetkerne 4- gegeben.The automatic positioning device for leveling the assembly of items consists essentially of four, evenly distributed on the circumference of a housing 1, and arranged in a plane, induction coils 2, in which the ends of magnetic cores 4, which are fixedly connected to a non-magnetic central body 3 , are limited and preferably in the axial direction of the magnetic cores 4 are freely movable.Am non-magnetic central body 3 to be mounted items 5 are automatically flanged form-and non-positively. The generated in the induction coil 2, constant magnetic fields allow limited lateral and partly also rotational mobility of the central body 3 with the magnetic cores 4 and thus the items to be assembled 5.The automatic recovery of the central body is also done by the magnetic field forces. The partial rotational mobility of the central body 3 is due to a relatively large difference between Wicke Inner diameter of the induction coil 2 and the outer diameter of the magnetic cores 4- given.

Claims

- * - 238972 7 Invention claim

1.Automatic positioning device for leveling the assembly of items using electromagnets known per se u. a. Components and magnetic pads and using the principle of movement around a Momentanpol, characterized in that the automatic positioning device for leveling the assembly of individual parts substantially of several, on the circumference of an annular housing (1) evenly distributed induction coils (2), in which the ends of magnetic cores (4) which are fixedly connected to a magnetic or nonmagnetic central body (3) are arranged freely movable, wherein the magnetic or non-magnetic central body (in the induction coils (2) generates constant magnetic fields 3) via the magnetic cores (4 ·) performs a lateral and angular compensation of uncertainties in the positioning of, on the central body (3) flanged individual parts (5) or tools or grippers limited freely movable.

2.Automatic positioning device for leveling the assembly of items according to item 1, characterized in that for the lateral and the angle compensation in each case a system of several, on the circumference of the housing (1) evenly distributed, superimposed induction coils (2) is provided.

3.Automatic positioning device for leveling the assembly of items according to item 1, characterized .gekennzeichnet that a position compensation of, on the central body (3) flanged items (5) or tools or gripper is computer controlled by the respective opposing induction coils (2) are synchronously poled.

4-, Automatic positioning device for leveling the assembly of items according to item 1, characterized in that between the magnetic cores (4) and the central body (3) elastic intermediate members (6) are mounted.

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