DD208693A1

DD208693A1 - Vorrichtung von stossdaempfern insb. fuer manipulatoren

Info

Publication number: DD208693A1
Application number: DD24162682A
Authority: DD
Inventors: Harald Schmidt; Franz Brand; Hermann Mech
Original assignee: Robotron Rationalisierung
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1984-04-04
Also published as: DD208693B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung von Stossdaempfern insbesondere in Manipulatoren und deren vorzugsweise pneumatisch angetriebenen Translations- und Rotationsmodulen punktgesteuerter Art mit ein und mehreren Zwischenstellung pro Verfahrweg. Handelsuebliche einstellbare Industriestossdaempfer, Schalter, Sensoren u.ae. und bekannte Programmsteuerungen werden so verwendet, dass nur geringer Montage- und Umruestungsaufwand erforderlich ist und Punkte von beiden Seiten mit hoher Positionsgenauigkeit angefahren werden koennen. Das Wesen der Erfindung besteht in einer mit der Kolbenstange (6) starr verbundenen Anschlagsaeule (7), auf der positionierbare Anschlagnocken (1, 2, 4) fuer einen ueber einen Drehpunkt (8) z.B. pneumatisch verstellbaren Anschlag, der seinerseits auf den Stossdaempfer (11, 12) gegebenenfalls mit Sensoren (13, 14) u.a. wirkt. Zusaetzlich besteht vorteilhafte Anwendung bei auf genaue Positionen abzubremsende Bewegung aus beiden Richtungen.

Description

241626 S

Titel der Erfindung

Vorrichtung von Stoßdämpfern insbesondere für Manipulatoren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung von Stoßdämpfern insbesondere für Manipulatoren und deren vorzugsweise pneumatisch angetriebenen Translations- und Rotationsmodulen punktgesteuerter Art der Programmierung mit ein und mehreren Zwischenstellungen pro Verfahrweg.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Pur ausgeglichene Bewegungen mit pneumatischem Antrieb der Längs- und Drehbewegungsmodule werden in der Regel für maximal zwei wählbare Endpunkte pro Verfahrweg auch zwei St ο ßdämpfungaeinrichtungen mit mechanisch setzbaren Anschlägen vorgesehen. Zwischenstellungen z. B. zum Verharren, werden entweder ungenau durch Beauflagung mit Gegenluft realisiert oder mit zwei Arbeitszylindern in Reihe, also in einer Art Tandemausführung, aber nur im Bereich eines Zylinderweges unter Ausnutzung seiner inneren Endlagendämpfung. Bekannt sind umfangreiche regelungstechnische Einrichtungen in und an den Arbeitszylindern für zumeist nur einen in der Position veränderlichen Punkt. Nachteile sind ein höherer konstruktiver Aufwand und bei öfter erforderlicher Umgestaltung des Aufbaues der Module ein beträchtlicher Rüstaufwand in bezug auf die Montage und Programmierung.

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Bei Wartungsarbeiten und ζ. B. bei Verschleiß ist ebenso der gesarate Arbeitszylinder zu wechseln und das Dämpfungsverhalten neu zu testen, so daß die Einrichtung langer unproduktiv ist, als beim Wechsel externer Stoßdämpfermodule, die mit außerhalb durchgeführten Tests und Voreinstellungen sofort bereitstehen. Bei den bekannten Einrichtungen mit bedämpften Zwischenstellungen sind u« a. als Nachteile festzustellen, daß das Anfahren nur einer solchen Position nur von einer Bewegungsrichtung her ausreichend genau oder von der anderen sogar unmöglich ist· Weiterhin fiel auf, daß die die Genauigkeit beeinflussenden mechanischen Berührungspunkte ζ. Β· durch Reibung sehr verschleißgefährdet sind oder im Bereich unbeeinflußbarer Selbsthemmung liegen, oder Kolbenstangen der Arbeits- oder Dämpfungszylinder wie in DE OS 21 11 495 bzw. SE 17543-70 radial gegen die Dichtelemente belastet sind, die Anordnung sperrig oder schlecht zugänglich für die Montage und die mechanische Dämpfungseinstellung ist oder daß letztere nur im Stillstand vorgenommen werden kann. Wenn überhaupt, dann sind keine geringen Abstände weiterer Zwischenstellungen für die Anschlagnocken auf einer starr mit der Kolbenstange des Hauptarbeitszylinders verbundenen Anschlagsäule möglich und durch Biegebelastungen weitere Ungenauigkeiten zu erwarten. Kontrolltechnisch ist der gesteuerte Ablauf des automatisierten Handhabens, wenn berücksichtigt, dann allzuoft bei den vorliegenden Lösungen nicht sicher genug auf den ordnungsgemäß abgeschlossenen vorhergehenden Arbeitsschritt abgestimmt, was zu den gefürchteten Beschädigungen von Werkzeugen und Vorrichtungen usw. führen kann.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist für Industrieroboter nach dem Auslegerprinzip und in Modulbauweise ohne Sonderanfertigungen handelsübliche Industriestoßdämpfer, Schalter, Sensoren u. ä. und Programmsteuerungen einzusetzen, die nur geringen Montage- und Umrüstungsaufwand für öfteren Wechsel der Art der Handhabungsvorgänge erfordern.

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,Für die pneumatisch vollführte Bewegung jedes Moduls soll jeder der zwei Bewegungsrichtungen maximal nur je ein Stoßdämpfer zugeordnet sein, der eine Endposition und noch mehrere Zwischenpositionen anzufahren gestattet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an pneumatisch mittels Arbeitszylindern angetriebenen Bewegungsmodulen baukastenähnlich aufgebauter Handhabungsgeräte, eine Vorrichtung für Industriestoßdämpfer, mittels bekannten Steuerungen und Programmen automatisiert, zu gestalten. Die Masse zusätzlicher mechanischer und mitbewegter Ankopplungselemente soll vernachlässigbar klein und auch unbedeutend sein·

Eine hohe Positioniergenauigkeit ist besonders durch eine ausgeglichene Bewegung mit maximal einem Stoßdämpfer pro Bewegungsrichtung für je einen Endanschlag und eine oder mehrere Zwischenstellungen möglichst für das Anfahren aus beiden Richtungen zu erreichen. Ein sofortiger ungestörter Rückhub, sowie kurzfristiges Weiterfahren bis zu einem möglichst beliebigen Punkt, muß gewährleistet sein·

Merkmale der Erfindung

Der statische Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Stoßdämpfern in Manipulatoren und deren vorzugsweise pneumatisch angetriebenen Translations- und Rotationsraodulen ρunktgesteuerter Art mit ein und mehreren Zwischenstellungen pro Verfahrweg, ist gekennzeichnet durch das Anbringen von meist zwei Stoßdämpfern auf vorzugsweise über einem Drehpunkt gelagerten Anschlag, versehen mit Federn und/oder pneumatischer Verstellung und je einem Sensor. Zu diesem Anschlag gehören in dessen Bereich der abzubremsenden Bewegung ein oder mehrere Anschlagnocken· Diese sind auf einer Anschlagsäule oder einem Befestigungskreis positionierbar aufgesetzt·.

2416ZB B

Anschlagsäule ist ζ. B. mit der Kolbenstange des Arbeitszylinders verbunden. Dieser ist der Antrieb eines Translationsmoduls. Bei einem Rotationsmodul ist es der Befestigungskreis mit Bewegungseinheit. In Funktion wird die fest mit dem Antrieb verbundene Anschlagsäule oder der Befestigungskreis mit den für die genauen Positionen vorgewählten und aufgesetzten Anschlagnocken bewegt· Sie unterscheiden sich in der Lage der Anschlagflächen für die Endposition, die erste und zweite Zwischenposition usw. Der mit Feder versehene und/oder pneumatisch oder anders verstellbare Anschlag wird über das vorgewählte Programm in die für den gewünschten Anschlagnocken nötige Stellung gebracht. Beim Bewegen gelangen beide kurz vor Erreichen der gewünschten Position in Eingriff. Bei gleichzeitigem Schwenken um den Drehpunkt wird der Stoßdämpfer betätigt« Bei erreichter Lage gibt der Sensor die Bestätigung des ausgeführten Befehls. Die Position wird solange gehalten, wie die Kraft des Antriebs wirkt. Beim anschließenden Weiterfahren wird der z. B. pneumatisch verstellbare Anschlag zurückgezogen. Beim entgegengesetzten Zurückführen wird die Richtung der Antriebskraft geändert. In allen Fällen stellen sich die Stoßdämpfer wie üblich mit meist eigener Federkraft zurück»

Es ist vorteilhaft, daß die Berührungsflanken der zu positionierenden Anschlagnocken zum Drehpunkt des pneumatisch oder anders verstellbaren Anschlages gerichtet sind. In Funktion wirkt sich die Gestaltung so aus, daß eine Position von beiden Seiten mit gleicher Genauigkeit angefahren werden kann.

Für den verstellbaren Anschlag ist folgende Gestaltung zu empfehlen. Er sollte aas einen Sperrglied und einer Stütze zusammengesetzt und/oder die Berührungsflanken des Anschlagnocken und der Stütze Parallelen im Abstand der Dicke des Sperrgliedes darstellen und deren gedachter mittlerer Abstand durch den Drehpunkt gehen. Mit diesem Aufbau entfallen die radialen Belastungen der Lippendichtungen der eingesetzten Industriestoßdämpfer.

Ist die Stütze in Form einer Gabel ausgebildet, durch die die Breite des Anschlagnockens hindurchgeht, dann kann das

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Sind verschieden weit ausgefahrenen Sperrgliedern entsprechend lange Anschlagnocken zugeordnet, so lassen sich entsprechend gesetzte Positionen z. B, aus Sicherheitsgründen nicht ohne zusätzliche Änderungen überfahren.

Sind die Endanschlagnocken die Längsten und vorzugsweise für die nicht ausgefahrenen Sperrglieder vorgesehen, so sind diese nicht überfahrbare Sicherheitspositionen, die im Programm zusätzlich keinen aktiven Speicherplatz benötigen. Wird das Sperrglied aus Rollen u. ä·, z. B. aus drei Kugellagern der Art gebildet, daß z. B. die mittlere Rolle mit dem Anschlagnocken und die beiden äußeren mit der gabelförmigen Stütze in zeitweisen Eingriff gebracht, dann ist eine äußerst reibarme Entriegelung gebildet, die mit wenig Kraftaufwand Z₀ B. eines elektromagnetischen Hubmagneten in Position zu bringen ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden* In den zugehörigen Zeichnungen zeigen Pig. I Funktionsschema

Pig β 2 Anschlagnocken für beiderseitiges Anfahren Pig. 3 Stütze in Gabelform

Pig. 4 Sperrglieder aus Rollen * -^

Bei dem in Pig. 1 dargestellten Punktionsschema sind für = Translationsmodule zum Befestigen 'Mut verstellbaren /oaschlagnocken 1, 2, 3 und 4 Möglichkeiten Wie Hie Anschlagsäule 7 vorgesehen. Analog dazu ist für die Rotationsmodule ein Befestigungskreis vorhanden» Das dazugehörige Anschlagsystem ist modular aufgebaut. Es besteht aus zwei hydraulischen Stoßdämpfern 11 und 12 und aus einem in einem Drehpunkt 8 gelagerten z. B. pneumatischen Zylinder als Anschlagverstellung 9· Mit den Stoßdämpfern fest verbunden sind zwei z. B. als Endschalter funktionierende Sensoren 13 uiid 14. Das gesamte System wird durch den Arbeitszylinder 5 angetrieben und durch einen Steuerautomaten vorzugsweisNi in Polgesteuerung getaktet.

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Der Ablauf bei voller Programmierung vollzieht sich wie folgt: Der Arbeitszylinder 5 ist in Ausgangsstellung. Der rechte Endanschlagnocken 2 ist angefahren und der linke Stoßdämpfer bzw. der linke Sensor 13 über die drehbar gelagerte Anschlagverstellung 9 zu betätigen« Dadurch liegt der Rückmeldebefehl des Sonsors 13 am Steuerautomaten an.

Pur das Programm - Zwischenstellung 4 - erhalten der Arbeitszylinder 5 und die Anschlagverstellung 9 gleichzeitig das Signal "auf". Dadurch wird der Anschlagnocken 2 erreicht· Der rechte Stoßdämpfer 12 und der Sensor rechts 14 v/erden über die Anschlagverstellung 9 betätigt« Durch Verknüpfung des Signals des rechten Sensors 14 und des Signals Anschlagverstellung 9 "auf", entsteht ein Rückmeldesignal, welches den Steuerautomaten weiter taktet. Dabei ist dieses Rückmeldesignal gegen das der Sensoren 14 und 13 zu verriegeln· Für das Programm - linker Endanschlagnocken 1 - erhält die Anschlagverstellung 9 den Befehl "zu". Da beim Arbeitszylinder 5 Druck ansteht, fährt der Modul zum linken Endanschlagnocken 1. Hier wird über den rechten Stoßdämpfer 12 gedämpft und der rechte Sensor 14 betätigt und sein Signal steht zur Steuerung des weiteren Ablaufs am Steuerautomaten an. Pur das Programm - Zwischenstellung 3 - ist der Ablauf wie der für die Zwischenstellung 4. An der Stelle des rechten Stoßdämpfers 12 und des rechten Sensors 14 wird der linke Stoßdämpfer 11 und der linke Sensor 13 betätigt und es kommt ebenfalls zum Rückmelde signal, das zu verriegeln ist· '%'} ' Pur das Programm - rechter Endanschlagnöcken 2 - ist der Ablauf analog zu dem des linken Anschlagnöbken. An der Stelle des rechten Stoßdämpfers 12 und rechten Sensors 14 wird wie bei der Ausgangsstellung der linke Stoßdämpfer 11 und der lilike Sensor 13 betätigt und es entsteht das Rtickmeldesignal des linken Sensors. Das beschriebene Programiii: kann ent sprechend anderen Forderungen im Ablauf §hne Aufwand selbst mit einfachen Steuerautomaten z. B» au|||Pneumo-Logik-Basis durch Umprogrammieren im Steokerfeld gerändert werden, z. B, auf die Stellungsfolgens 2, 1, 3» 1» 2» 4, 1»

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Vorrichtung von Stoßdämpfern insbesondere in Manipulatoren und deren vorzugsweise pneumatisch angetriebenen Translations- und Rotationsmodulen ρunktgesteuerter Art mit ein und mehreren Zwischenstellungen pro Verfahrweg, gekennzeichnet dadurch, daß extern z. B. neben dem Arbeitszylinder (5) auf einer mit der Kolbenstange (6) starr verbundenen Anschlagsäule (7) oder einem Befestigungskreis aufgesetzte positionierbare Anschlagnocken (1, 2, 3, 4) für den vorzugsweise über einen Drehpunkt (8) gelagerten und in Stufen z. B. mit Feder und/oder pneumatisch oder anders verstellbarem Anschlag (10) vorgesehen sind und daß dem Anschlag (10) für ;jede Bewegungsrichtung des Arbeitszylinders (5) auf der Gegenseite vom Anschlagnocken (1, 2, 3 oder 4) z. B. je ein Stoßdämpfer (11/12) gegebenenfalls mit Sensoren (13/14) o. ä« zugeordnet ist, insbesondere derart, daß der vollstreckte Dämpfungsvorgang und die Stufe das Signal für den Programmablauf der Steuerung geben·

2· Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß am Anschlagnocken (4) für beiderseitiges Anfahren die Berührungsflanken für den verstellbaren Anschlag (10) zum Drehpunkt (8) gerichtet sind·
3. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der verstellbare Anschlag (10) sich aus einem Sperrglied

(15) und einer Stütze (16) zusammensetzt und/oder die BerUhrungsflenken des Anschlagnocken (4) und der Stütze

(16) Parallelen im Abstand der Dicke des Sperrgliedes (15) darstellen und deren gedachter mittlerer Abstand durch den Drehpunkt (8) geht·

4» Vorrichtung nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Stütze (16) eine Gabelform hat, durch die die Breite des Anschlagnocken (4) hindurchgeht.

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5o Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß zu verschieden weit ausgefahrenen Sperrgliedern (15) entsprechend lange Anschlagnocken¹ (4) zugeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Punkt 4» gekennzeichnet dadurch, daß die Endanschlagnocken (1 und 2) die längsten vorzugsweise für die nicht ausgefahrenen Sperrglieder (15) sind.
7. Vorrichtung nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Sperrglied (15) aus Rollen u. ä. ist, der Art, daß z. B. die mittlere Rolle mit dem Anschlagnocken (4) und die beiden äußeren mit der gabelförmigen Stütze (16) in zeitweisem Angriff steht.

Dazu 3 Seiten Zeichnungen