DD232014A1 - Antriebslose transporteinrichtung zur beschickung von vorzugsweise industrierobotern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Positioniereinrichtung gekoppelten Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern. Ziel ist, einen wirtschaftlichen Aufbau von Arbeitsplaetzen fuer eine bedienungsarme, automatische Schweissfertigung zu schaffen. Nach der Aufgabe sollen im Zusammenwirken der Transporteinrichtung mit einer Positioniereinrichtung die zur Beschickung notwendigen Bewegungsablaeufe gewaehrleistet werden. Erfindungsgemaess ist eine in einer Ebene in drei Freiheitsgraden frei bewegliche, mit Luft- oder Fluidkissen ausgestattete Transportplattform angeordnet, die mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in koppelbarer Verbindung steht. Im Zentrum verfuegt die Transportplattform ueber ein Formstueck, das mit einer im Mittelpunkt der Transportplattform liegenden, trichterfoermig ausgebildeten Zentrierbohrung versehen ist, in die der Hauptbolzen der mit der programmgesteuerten Positioniereinrichtung verbundenen Koppelvorrichtung eingreift. Beim Anheben der Transportplattform steht eine im Formstueck befindliche Schraege mit einem Bolzen ueber ein Langloch im Eingriff. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine antriebslose Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern, die in einer Ebene für mehrere Freiheitsgrade frei beweglich ist und unter Zuhilfenahme einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in diezur Bearbeitung und Beschickung mit Werkstücken erforderliche Position geführt werden kann, und die nach dem Trennen von der Positioniereinrichtung selbsttätig eine stabile Lage einnimmt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, programmierbare Positioniereinrichtungen zum Schweißen, Montieren und teilweise auch zum Beschicken von Industrie- und Schweißrobotern einzusetzen. Ein markantes Beispiel hierzu ist der in der DD-PS 157045 dargelegte selbstbeschickende Schweißroboter. Dabei sind die erforderlichen Greif- und Schweißwerkzeuge an der Positioniereinrichtung montiert und werden durch die in die erforderlichen Arbeitspositionen gebracht. Die zum Schweißen erforderlichen Werkstückbewegungen werden durch Manipulatoren ausgeführt, die ebenfalls programmgesteuert sind und für jede Bewegungsachse die entsprechenden Antriebe und Wegmeßsysteme haben. Darin und in der Tatsache, daß bei solchen Einrichtungen alle Bewegungsabläufe nacheinander ablaufen, liegt der Nachteil derartiger Geräte.

Bei anderen bekannten Einrichtungen laufen zwar die Operationen wie Beschicken, Montieren und Schweißen parallel ab, wobei dies allerdings nur durch den Einsatz einer aufwendigen Technik, vorzugsweise durch zwei oder mehrere Positioniereinrichtungen, erreicht wird. Hinzu kommen die für den Werkstücktransport erforderlichen peripheren Einrichtungen, die ebenfalls sehr aufwendig sind. Bekannt sind auch Lösungen, bei denen die Bewegungsabläufe des Werkstückmanipulators durch eine Positioniereinrichtung, wie zu diesem Zweck mit dem Werkstückmanipulator in Wirkverbindung gebracht wird, ausgeführt werden. Bei dieser Lösung sind die einzelnen Bewegungen des Werkstückmanipulators zwar antriebslos, der Nachteil besteht jedoch darin, daß immer nur eine Achse durch die Positioniereinrichtung bewegt werden kann, während die anderen durch eine spezielle Klemmeinrichtung blockiert werden müssen. Dadurch werden die Hilfszeiten erhöht. Weiterhin sind die einzelnen Bewegungsachsen mit entsprechenden Führungs- und Lagerelementen ausgestattet, die das Bewegen in mehreren Achsen gleichzeitig unmöglich machen.

Aus der Literatur sind auch Transporteinrichtungen bekannt, die mit Hilfe von Luft- oder Fluidkissen bewegt werden. Solche Einrichtungen werden meist zum Transport von schweren Lasten eingesetzt. In derZeitschrift Maschinenmarkt 89 (1983) 64 wird u. a. ein luftgelagerter Drehtisch beschrieben, der in Verbindung mit einem Industrieroboter eingesetzt werden kann und eine genaue Positionierung der zu bearbeitenden Werkstücke ermöglicht. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß sie nur eine Bewegungsachse haben und einen entsprechenden genauen Taktdrehantrieb sowie mit einer zusätzlichen anspruchsvollen Steuerung ausgerüstet sind. Faktoren, die sich vor allem in sehr hohen Investitionskosten ausdrucken. Andere Transporteinrichtungen, die zwar ebenfalls auf Luftkissenbasis arbeiten, können in jeder Richtung frei bewegt werden, sind jedoch auch mit aufwendigen Antrieben und frei programmierbaren Steuerungen ausgestattet.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung ist eine antriebslose, in mehreren Richtungen freibewegliche Transporteinrichtung zur Beschickung und Positionierung von Werkstücken im Arbeitsbereich vorzugsweise eines Industrieroboters zu schaffen, die einen wirtschaftlichen Aufbau von Arbeitsplätzen für eine bedienungsarme, automatisierte Schweißfertigung ermöglicht.

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine antriebsiose Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern zu entwickeln, wobei diese unter Verzicht eines gerätetechnischen Aufwandes so zu gestalten ist, daß im Zusammenwirken mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung die zur Beschickung notwendigen Bewegungsabläufe gewährleistet werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Auf nähme der zu bearbeitenden Bauteile eine antriebslose, in einer Ebene in drei Freiheitsgraden frei bewegliche und vorzugsweise mit mindestens drei Luft- oder Fluidkissen ausgestattete Transportplattform angeordnet ist, die mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in koppelbarer Verbindung steht und die Transportplattform in ihrem Zentrum über ein Formstück verfügt, das mit einer im Mittelpunkt der Transportplattform liegenden, trichterförmig ausgebildeten Zentrierbohrung versehen ist, in die der Hauptbolzen der mit der programmgesteuerten Positioniereinrichtung verbundenen Koppelvorrichtung eingreift, und daß im Zusammenwirken einer im Formstück befindlichen Schräge mit dem Bolzen über ein Langloch das Anheben der Transportplattform in Verbindung mit dem Luft-oder Fluidkissen bewirkbar ist.

Bei dem Gegenstand der Erfindung handelt es sich somit um eine mit Luft- und Fluidkissen ausgestattete Transportplattform, die zwecks Bewegung in einen schwebenden Zustand versetzt wird. In diesem Zustand wird die Transportplattform über eine spezielle Koppelvorrichtung mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in Wirkverbindung gebracht, und kann somit in diefür die Bearbeitung der Werkstücke erforderlichen Positionen im Arbeitsbereich der Positioniereinrichtung gebracht werden. Die Wahl des Angriffspunktes dieser Koppelvorrichtung an der Transportplattform gestattet es, definierte Bewegungen in drei Freiheitsgraden ausführen zu können, wobei je nach Bedarf diese Bewegung in einer Achse oder in allen Achsen gleichzeitig ausgeführt werden können. Die Genauigkeit der erreichten Positionen wird durch die Positioniereinrichtung bestimmt, die andererseits auch die erforderlichen Werkzeuge zur Bearbeitung der Werkstücke trägt. Damit wird gewährleistet, daß die Positioniergenauigkeit für die Bearbeitung, beispielsweise das Schweißen der Werkstücke, in jedem Fall ausreichend ist. Dazu ist zum Koppeln der Wirkverbindung eine trichterförmige Zentrierbohrung im Zentrum der Transportplattform angeordnet, in die ein Bolzen eingreift. Die Grobkoordinaten zum Finden der Bohrung werden durch die Positioniereinrichtung vorgegeben. Die eigentliche Wirkverbindung zwischen Positioniereinrichtung und der Transportplattform wird dann durch das Anheben dieser mit Hilfe der Luft- oder Fluidkissen erreicht, wobei gleichzeitig die exakte Fixierung der Transportplattform selbsttätig erfolgt. Nach Erreichen der geforderten Position der Transportplattform wird durch Entspannen der Luft- oder Fluidkissen die Transportplattform auf eine feste Unterlage abgesenkt und die Wirkverbindung zur Positioniereinrichtung wird getrennt. Damit nimmt die Transportplattform mit den Aufnahmevorrichtungen für die Werkstücke eine für die weitere Bearbeitung dieser Werkstücke erforderliche stabile Lage ein.

Der Rahmen der Erfindung wird nicht verlassen, wenn die Transportplattform an Stelle der Luft- oder Fluidkissen mit in allen Richtungen beweglichen Rollen ausgerüstet wird, wobei die erforderliche Wirkverbindung zwischen der Transportplattform und der programmgesteuerten Positioniereinrichtung durch Absenken der Z-Koordinate erfolgt. Nach dem Trennen der Wirkverbindung wird die stabile Lage der Transportplattform mittels Magneten hergestellt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Gesamtansicht der Anlage

Fig.2: Schnittdarstellung der Koppelstelle

Fig.3: Draufsicht der Koppelstelle

Der Grundaufbau der Gesamtanlage gemäß Fig. 1 besteht aus der antriebslosen Transportplattform 1 und der programmgesteuerten Positioniereinrichtung 2, die mit Hilfe der Koppelvorrichtung 3 in Wirkverbindung gebracht werden, um die Transportplattform 1 im Arbeitsbereich 4 der Positioniereinrichtung 2 in drei Freiheitsgraden zu bewegen. Die spezielle Koppelvorrichtung 3 gemäß Fig. 2 und 3 hat hierbei die Aufgabe, die Wirkverbindung zwischen der Positioniereinrichtung 2 und der Transportplattform 1 derart herzustellen, daß die Transportplattform 1 genau auf Rotationsachse 5 der Positioniereinrichtung 2 fixiert und die programmierten Bewegungsabläufe exakt eingehalten werden.

Während dieser Bewegungsabläufe wird die Transportplattform 1 mit Hilfe von Luft-oder Fluidkissen 6 in einen Schwebezustand gehalten, so daß die Reibung zwischen der Transportplattform 1 und der Unterlage sehr gering ist und somit keine großen Antriebskräfte durch Positioniereinrichtung 2 benötigt werden. Zur Kopplung ist in die Transportplattform 1 ein Formstück 7 so eingepreßt, daß dessen trichterförmige Zentrierbohrung 8 im Mittelpunkt der Transportplattform 1 liegt. In diese Zentrierbohrung 8 greift der Hauptbolzen 9 der Koppel vorrichtung 3 ein und zentriert die Transportplattform 1 grob auf die Rotationsachse 5, wobei die hierzu erforderlichen Bewegungsabläufe durch die Positioniereinrichtung 2 programmiert sind.

Anschließend wird durch die Luft- oder Fluidkissen 6 die Transportplattform 1 soweit angehoben, daß der Bolzen 10 der Koppelvorrichtung 3 mit der Schräge 11 des Formstückes 7 in Wirkverbindung kommt und schließlich bei abgeschlossenem Hub in das Langloch 12 einrastet, wobei die hierzu erforderliche Positionierbewegung durch die freischwebende Transportplattform 1 erfolgt. Damit ist eine formschlüssige und exakte Wirkverbindung zwischen Positioniereinrichtung 2 und Transportplattform 1 hergestellt, und die erforderlichen Bewegungsabläufe können eingeleitet werden.

Claims (3)

1. -1- 663 27

   Erfindungsanspruch:

   1. Antriebslose Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern, die in einer Ebene für mehrere Freiheitsgrade frei beweglich ist und unter Zuhilfenahme einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung in die zur Bearbeitung und Beschickung mit Werkstücken erforderliche Position geführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß zur Aufnahme der zu bearbeitenden Bauteile eine antriebslose, in einer Ebene in drei Freiheitsgraden frei bewegliche und vorzugsweise mit mindestens drei Luft- oder Fluidkissen (6) ausgestattete Transportplattform (1) angeordnet ist, die mit einer programmgesteuerten Positioniereinrichtung (2) in koppelbarer Verbindung steht und die Transportplattform (1) in ihrem Zentrum über ein Formstück (7) verfügt, das mit einer im Mittelpunkt der Transportplattform (1) liegenden, trichterförmig ausgebildeten Zentrierbohrung (8) versehen ist, in die der Hauptbolzen (9) der mit der programmgesteuerten Positioniereinrichtung (2) verbundenen Koppelvorrichtung (3) eingreift, und daß beim Anheben der Transportplattform (1) eine im Formstück (7) befindliche Schräge (11) mit einem Bolzen (10) über ein Langloch (12) im Eingriff steht.
2. 2. Antriebslose Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Transportplattform (1) an Stelle der Luft-oder Fluidkissen mit in allen Richtungen beweglichen Rollen ausgerüstet ist, wobei die Transportplattform (1) und die programmgesteuerte Positioniereinrichtung (2) mit der absenkbaren Z-Koordinate in Wirkverbindung steht.
3. 3. Antriebslose Transporteinrichtung zur Beschickung von vorzugsweise Industrierobotern nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Herstellung der stabilen Lage der Transportplattform (1) Magneten angeordnet sind.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen