DD258761A1

DD258761A1 - DEVICE FOR DELIVERY OF PRESSURE TO MANUFACTURING MANIPULATORS

Info

Publication number: DD258761A1
Application number: DD30088887A
Authority: DD
Inventors: Stefan Fidorra; Reiner Scharfe
Original assignee: Zim Veb K
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1988-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft die Druckmittelversorgung der Spannvorrichtungen auf Werkstueckmanipulatoren mit lagegeregelter Drehachse, die insbesondere zum taktgebundenen Spannen und Positionieren von Werkstuecken an Roboterarbeitsplaetzen Anwendung findet. Erfindungsgemaess ist die Druckmittelzufuehrung dadurch gekennzeichnet, dass am Grundrahmen der Arbeitsstationen des Manipulators, exentrisch mit dem Radius R zur Drehtellerachse mindestens ein Arbeitszylinder angeordnet ist, dessen Kolbenstange mit einem abgedichteten Druckmittelverschluss und einer Druckmittelzufuehrung versehen ist. Direkt unter dem Drehteller sind ebenfalls auf dem Radius R Kupplungsstutzen angeordnet, die eine dichtende Aufnahme fuer den Druckmittelverschluss aufweisen und mit druckmittelbetaetigten mechanischen Spannvorrichtungen verbunden sind. Fig. 2The invention relates to the pressure medium supply of the clamping devices on Werkstueckmanipulatoren with position-controlled axis of rotation, which applies in particular for the clock-bound clamping and positioning of workpieces at robot workplaces application. According Druckmittelzufuehrung invention is characterized in that the base frame of the workstations of the manipulator, eccentrically with the radius R to the turntable axis at least one working cylinder is arranged, the piston rod is provided with a sealed pressure medium closure and a pressure medium supply. Directly under the turntable coupling sleeves are also arranged on the radius R, which have a sealing receptacle for the pressure medium closure and are connected to pressure-medium-operated mechanical tensioning devices. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Druckmittelzuführung an Werkstückmanipulatoren mit lagegeregelter Drehachse, die insbesondere zum taktgebundenen Spannen und Bearbeiten von Werkstücken an Roboterarbeitsplätzen Anwendung findet.The invention relates to a device for a pressure medium supply to workpiece manipulators with position-controlled axis of rotation, which is used in particular for the clock-bound clamping and machining of workpieces at robotic workstations.

Characteristic of the known state of the art

Bekannt ist eine Schnellverschlußkupplung mit druckmittelgesteuert zusammenfahrenden Kupplungshälften, von denen die eine Kupplungshälfte ein als Hohlzylinder ausgebildetes Gehäuse sowie einen in einer Ringkammer der Gehäusewand dichtend geführten, hohl ausgebildeten Zylinderkolben aufweist, der unter Einwirkung eines in die Ringkammer der Gehäusewand eingeführten Druckmittels axial in Richtung auf die andere, feststehende Kupplungshälfte verschiebbar ist und mit Mitteln zum Trennen der Kupplungshälften (DE PS 2509082).Known is a quick release coupling with pressure medium controlled moving together coupling halves, of which one half of a coupling designed as a hollow cylinder housing and a sealed in an annular chamber of the housing wall, hollow cylinder piston which under the action of an introduced into the annular chamber of the housing wall pressure medium axially toward the other, fixed coupling half is slidable and with means for separating the coupling halves (DE PS 2509082).

Des weiteren ist ein kombiniertes Andrück- und Ausblasewerkzeug für den Einsatz an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen mit selbsttätiger Spannung sowie automatischer Zu- und Abführung des Werkstückes bekannt (DD WP 209127). Furthermore, a combined pressure and Ausblasewerkzeug for use on numerically controlled machine tools with automatic tension and automatic feed and removal of the workpiece is known (DD WP 209127).

Bei dieser Einrichtung erfolgt die Druckmittelzuführung für die auf der Tischplatte befestigten Spann- oder Haltevorrichtungen durch eine zentrale Bohrung innerhalb der Tischplatte.In this device, the pressure medium supply for the fixed on the table top clamping or holding devices takes place through a central bore within the table top.

Eine derartige zentrale Druckmittelversorgung würde sich, angewendet auf die diese Erfindung betreffenden Werkstückmanipulatoren, deren Drehantrieb vorrangig in der Achse angeordnet ist, als äußerst nachteilig erweisen. Ein zusätzlich installierter zentraler Druckmittelanschluß führt zu einer Trennung der direkten Anordnung von Antriebseinheit und Drehteller, wobei sich die daraus ergebene axiale Verlängerung des Antriebsblockes ungünstig auf die projektierte Arbeitshöhe und die Bauform des Manipulators auswirken würde. Ein weiterer Nachteil liegt in der Notwendigkeit der Anordnung einer zusätzlichen Wegeventilkombination auf den Drehtellern der Arbeitsstationen des Manipulators, wenn technologisch bedingt, eine getrennte Betätigung verschiedener Spanneinheiten erforderlich ist.Such a central pressure medium supply, as applied to the workpiece manipulators relating to this invention, whose rotary drive is arranged primarily in the axis, would prove to be extremely disadvantageous. An additionally installed central pressure medium connection leads to a separation of the direct arrangement of drive unit and turntable, whereby the resulting axial extension of the drive block would adversely affect the projected working height and the design of the manipulator. Another disadvantage is the need for the arrangement of an additional directional valve combination on the turntables of the workstations of the manipulator, if technologically conditioned, a separate operation of different clamping units is required.

Die zur Speisung der Schaltmagnete der Wegeventil kombinationen notwendige Energiezuführung führt darüber hinaus zu einer Blockierung der Drehbewegung der Arbeitsstationen von η χ 360° oder komplizierter Drehverteiler.The power supply for supplying the solenoids of the directional valve combinations also leads to a blocking of the rotational movement of the workstations of η χ 360 ° or complicated rotary distributor.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer ökonomischen und funktionssicheren Lösung zur Druckmittelzuführung an Werkstückmanipulatoren mit lagegeregelter Drehachse, mit der es möglich ist, mehrere Spannvorrichtungen getrennt voneinander zu betätigen, ohne die uneingeschränkte Drehbewegung der Arbeitsstationen des Manipulators durch Energieoder Steuerleitungen zu behindern.The object of the invention is to provide an economical and reliable solution for supplying pressure to workpiece manipulators with position-controlled rotation axis, with which it is possible to operate several fixtures separately, without hindering the unrestricted rotational movement of the work stations of the manipulator by energy or control lines.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für eine Druckmittelzuführung an Werkstückmanipulatoren, deren motorischer Antrieb vorrangig in der Achse der Arbeitsstationen angeordnet ist, zu entwickeln, mit der es möglich ist, beliebig viele Spannvorrichtungen ohne Einsatz von Wegeventilkombinationen auf den Drehtellern der Arbeitsstationen unabhängig voneinander zu betätigen. Ferner soll es möglich sein, auch bereits vorhandene Werkstückmanipulatoren vergleichbarer Bauart, mit dieser erfinderischen Vorrichtung für eine Druckmittelzuführung nachträglich auszurüsten und damit den Übergang zum vollautomatischen Betrieb zu vollziehen.The invention has for its object to develop a device for supplying pressure medium to Werkstückmanipulatoren whose motor drive is primarily located in the axis of the workstations, with which it is possible, any number of fixtures without the use of directional control valve combinations on the turntables of the workstations independently to press. Furthermore, it should be possible to retrofit existing workpiece manipulators of comparable design, with this inventive device for a pressure medium supply and thus to make the transition to fully automatic operation.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Grundrahmen einer Arbeitsstation eines Manipulators, exentrisch mit dem Radius R zur Drehtellerachse mindestens ein Arbeitszylinder angeordnet ist, dessen Kolbenstange mit einemAccording to the invention the object is achieved in that at least one working cylinder is arranged on a base frame of a workstation of a manipulator, eccentric with the radius R to the turntable axis, the piston rod with a

abgedichteten Druckmittelverschluß und einer Druckmittelzuführung versehen ist. Direkt unter dem Drehteller sind ebenfalls auf dem Radius R Kupplungsstutzen angeordnet, die eine dichtende Aufnahme für den Druckmittelverschluß aufweisen und mit druckmittelbetätigten, mechanischen Spannvorrichtungen verbunden sind. Jeder Kupplungsstutzen kann mit beliebig vielen, entsprechend der Arbeitsaufgabe gleichzeitig zu öffnenden oder zu schließenden Spannvorrichtungen, durch Druckleitungen verbunden sein.sealed pressure medium closure and a pressure medium supply is provided. Directly under the turntable coupling sleeves are also arranged on the radius R, which have a sealing receptacle for the pressure medium closure and are connected to pressure-medium-operated, mechanical tensioning devices. Each coupling socket can be connected to any number of clamping devices that can be opened or closed at the same time according to the work task by means of pressure lines.

Bei einem Einsatz von Spannvorrichtungen, deren Haltekraft über ein Druckmittel erzeugt wird, ist jede Kammer des Spannzylinders mit einem, mit federbelastetem Rückschlagventil versehenen Kupplungsstutzen verbunden, welche in einem bestimmten Abstand A auf dem Radius R des Drehtellers angeordnet sind. Bei derAnkopplung des Druckmittelverschiusses wird gleichzeitig über ein ebenfalls an der Kolbenstange des Arbeitszylinders befestigtes Betätigungselement das Rückschlagventil des jeweils über die lagegeregelte Achse des Drehtellers positionierten Kupplungsstücks der entsprechenden Rückflußseite des Spannzylinders geöffnet.In an application of tensioning devices, the holding force is generated by a pressure medium, each chamber of the clamping cylinder is connected to a, provided with spring-loaded check valve coupling stub, which are arranged at a certain distance A on the radius R of the turntable. When coupling the Druckmittelverschiusses the check valve of each positioned on the position-controlled axis of the turntable coupling piece of the corresponding return side of the clamping cylinder is opened simultaneously via a likewise fixed to the piston rod of the working cylinder actuator.

Durch entsprechende Programmierung der lagegeregelten Drehachsen der Arbeitsstationen des Manipulators ist es möglich, . jeden Kupplungsstutzen zum Druckmittelanschluß zu positionieren und somit jede gewünschte Arbeitsstellung der Spannvorrichtungen, gesteuert zu realisieren.By programming the position-controlled axes of rotation of the workstations of the manipulator, it is possible to. To position each coupling piece for pressure medium connection and thus to realize any desired working position of the clamping devices, controlled.

Bei Einsatz des Werkstückmanipulators in einem durchgehend automatisierten Arbeitszyklus, ist es mit dieser programmierbaren Druckluftversorgung möglich, in der Beschickungs- und Entsorgungsphase die Arbeitsstation durch einen Roboter (Manipulator) zu bestücken, aber auch während der Bearbeitungsphase, durch programmierte Zwischenpositionierung der entsprechenden Kupplungsstutzen, bestimmte, die Arbeitsaufgabe des Roboters behindernde Spannvorrichtungen, zu öffnen und wieder zu schließen.When using the workpiece manipulator in a continuously automated working cycle, it is possible with this programmable compressed air supply, to equip the workstation by a robot (manipulator) in the loading and disposal phase, but also during the processing phase, by programmed intermediate positioning of the corresponding coupling stoppers, the work task of the robot obstructing jigs, to open and close again.

Ausführungsbeispiel embodiment

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment. The accompanying drawings show:

Fig. 1: Seitenansicht eines Werkstückmanipulators (Zweistationen-Dreh-Kippmanipulator) Fig. 2: Seitenansicht einer Arbeitsstation des in Fig. 1 gezeigten Werkstückmanipulators, ausgerüstet mit druckmittelbetätigten,1: side view of a workpiece manipulator (two-station rotary tilting manipulator) FIG. 2: side view of a work station of the workpiece manipulator shown in FIG. 1, equipped with pressure-medium-actuated,

mechanischen Spannelementen (Kniehebelspanner) Fig.3: Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Arbeitsstation Fig. 4: Seitenansicht einer Arbeitsstation des in Fig. 1 gezeigten Werkstückmanipulators, ausgerüstet mitFIG. 4 shows a side view of a workstation of the workpiece manipulator shown in FIG. 1, equipped with. FIG

Druckmittelspannzylindern Fig. 5: Draufsicht auf die in Fig.4 gezeigte ArbeitsstationPressure medium clamping cylinders Fig. 5: Top view of the workstation shown in Fig.4

Der in Fig. 1 dargestellte Werkstückmanipulator, ein Zweistationen-Dreh-Kipptisch, in dem die erfindungsgemäße Druckmittelzuführung zur Anwendung gelangt, besteht aus einer Basisdreheinheit 1, einer um 180° schwenkbaren Traverse 2 und zwei um 90° abkippbare Arbeitsstationen 3 mit lagegeregelter Drehachse, deren motorischer Antrieb 4 in der Achse des Drehtellers 5 der Arbeitsstation angeordnet ist.The workpiece manipulator shown in FIG. 1, a two-station rotary tilting table in which the pressure medium supply according to the invention is used, consists of a base turning unit 1, a traverse 2 pivotable by 180 ° and two work stations 3 tilted by 90 ° with position-controlled rotation axis motor drive 4 is arranged in the axis of the turntable 5 of the workstation.

Unter dem Drehteller 5, am Grundrahmen 6 der Arbeitsstation 3 ist ein, vorzugsweise mit einfachwirkender Kolbenstange und Federrücksteilung ausgestatteter Arbeitszylinder 7, exentrisch mit dem Radius R zur Drehtellerachse angeordnet und an den Druckmittelkreislauf des Werkstückmanipulators zur Betätigung des Arbeitszylinders 8 für das Abkippen der Arbeitsstation 3 angeschlossen. An der Kolbenstange 9 des Arbeitszylinders 7 ist ein abgedichteter Druckmittelverschluß 10 angeordnet, der über die Druckmittelzuführung 11 mit der Druckmitteisteuerung 12 verbunden ist. Direkt an der Unterseite des Drehtellers 5, ebenfalls auf dem Radius R, sind Kupplungsstutzen 13,17 angeordnet, die über Druckmittelleitungen 14 mit den Spannvorrichtungen 15,16 verbunden sind.Under the turntable 5, the base frame 6 of the workstation 3 is a, preferably with single-acting piston rod and spring return division equipped working cylinder 7, arranged eccentrically with the radius R to the turntable axis and connected to the pressure fluid circuit of the workpiece manipulator for actuating the working cylinder 8 for tilting the workstation 3 , On the piston rod 9 of the working cylinder 7, a sealed pressure medium closure 10 is arranged, which is connected via the pressure medium supply 11 to the Druckmitteisteuerung 12. Directly at the bottom of the turntable 5, also on the radius R, coupling pieces 13,17 are arranged, which are connected via pressure medium lines 14 with the clamping devices 15,16.

Werden die Arbeitsstationen 3 des Werkstückmanipulators, gemäß Fig. 2,3 mit druckmittelbetätigten, mechanischen Spannvorrichtungen 15 z. B. durch Arbeitszylinder betätigte Kniehebelspanner ausgerüstet, sind die Kupplungsstutzen 13 vorzugsweise offen gestaltet und können in unterschiedlichen Abständen auf dem Radius R angeordnet sein. Erfolgt der Einsatz von Spannelementen, deren Haltekraft über ein Druckmittel erzeugt wird, z.B. wie in Fig. 4, 5 dargestellte Spannzylinder 16, ist jede Kammer des Spannzylinders mit einem, mit federbelasteten Rückschlagventil versehenen Kupplungsstutzen 17 verbunden, welche in einem bestimmten Abstand A auf dem Radius R zur Achse des Drehtellers 5 angeordnet sind. Im gleichen Abstand A sind an der Kolbenstange 9 des Arbeitszylinders 7 vorzugsweise zwei Betätigungselemente 18 symmetrisch zum Druckmittelverschluß 10 angeordnet, die bei derAnkopplung der Druckmittelversorgung das federbelastete Rückschlagventil des Kupplungsstutzen 17, welcher mit der jeweiligen Rückflußseite des Spannzylinders 16 verbunden ist, öffnet. Die Wirkungsweise der in den Zeichnungen dargestellten Druckmittelzuführung zur Betätigung von Spannvorrichtungen auf Werkstückmanipulatoren ist folgende:Are the workstations 3 of the workpiece manipulator, as shown in FIG. 2.3 with pressure-medium-operated, mechanical tensioning devices 15 z. B. operated by cylinder actuated toggle clamp, the coupling sleeve 13 are preferably designed open and can be arranged at different distances on the radius R. If the use of clamping elements whose holding force is generated via a pressure medium, e.g. As shown in Fig. 4, 5 clamping cylinder 16, each chamber of the clamping cylinder is connected to a, provided with spring-loaded check valve coupling stub 17 which are arranged at a certain distance A on the radius R to the axis of the turntable 5. At the same distance A, two actuating elements 18 are arranged symmetrically to the pressure medium closure 10 on the piston rod 9 of the working cylinder 7, which opens the spring-loaded check valve of the coupling stub 17, which is connected to the respective return side of the clamping cylinder 16 at the coupling of the pressure medium supply. The operation of the pressure medium supply shown in the drawings for actuating clamping devices on workpiece manipulators is the following:

Durch Drehung des Drehtellers 5 der Arbeitsstation 3 wird der Kupplungsstutzen 13 über den Druckmittelverschluß 10 lagegeregelt in Position gebracht (Fig. 2,3). Anschließend wird durch ein elektrisches Signal die Druckmittelsteuerung 12 betätigt und dadurch der Kolben im Arbeitszylinder 7 mit dem Druckmedium beaufschlagt. Das bewirkt das Verschieben der Kolbenstange 9 nach oben. Dabei kommt der Druckmittel Verschluß 10 am Kupplungsstutzen 13 zur Anlage und stellt eine druckmitteldichte Verbindung her. Beim weiteren Verschieben der Kolbenstange 9 nach oben, wird ein Ventil im Druckmittelverschluß 10 geöffnet und der Weg für das Druckmittel von der Druckmittelzuführung 11 über den Druckmittelverschluß 10, den Kupplungsstutzen 13, der Druckmittelleitung 14 zur druckmittelbetätigten Spannvorrichtung 15 freigegeben und z.B. ein Werkstück 19 festgespannt. Anschließend wird die Druckmittelsteuerung 12 wieder in die Ausgangsstellung, wie in Fig. 2 dargestellt, geschaltet. Demzufolge entweicht das Druckmittel aus dem Arbeitszylinder 7, die Kolbenstange 9 fährt, durch Federkraft unterstützt, nach unten und die Druckmittelversorgung steht für einen weiteren Arbeitsgang bereit, der im Entspannen oder Festspannen des Werkstückes bestehen kann.By rotation of the turntable 5 of the workstation 3, the coupling stub 13 is positionally controlled via the pressure medium closure 10 in position (Fig. 2,3). Subsequently, the pressure medium control 12 is actuated by an electrical signal and thereby applied to the piston in the working cylinder 7 with the pressure medium. This causes the displacement of the piston rod 9 upwards. In this case, the pressure medium closure 10 comes to the coupling nozzle 13 to the plant and establishes a pressure medium-tight connection. Upon further displacement of the piston rod 9 upwards, a valve in the pressure medium closure 10 is opened and the path for the pressure medium from the pressure medium supply 11 via the pressure medium closure 10, the coupling stub 13, the pressure medium line 14 to the pressure-medium-actuated tensioning device 15 is released and e.g. a workpiece 19 clamped. Subsequently, the pressure medium control 12 is again switched to the starting position, as shown in Fig. 2. Accordingly, the pressure fluid escapes from the working cylinder 7, the piston rod 9 moves, supported by spring force, down and the pressure medium supply is ready for another operation, which may consist in relaxing or clamping the workpiece.

Claims

Claim:

1. A device for supplying pressure medium to Werkstückmanipulatoren, in particular for a clock-bound clamping and positioning of workpieces for machining processes at robot workstations, characterized in that on a base frame (6) of a workstation (3) on a radius R, eccentric to the position-controlled axis of rotation at least one working cylinder (7) with a pressure medium control (12) is arranged, whose piston rod (9) with a sealed pressure medium closure (10) and a pressure medium supply (11) is provided and that on the underside of a turntable (5) also on the radius R coupling stub (13 , 17) are arranged, which are connected to one or more pressure-medium-actuated clamping devices (15,16) by pressure medium lines (14).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one or more coupling stub (17) are provided with spring-loaded check valves, which are arranged at a distance A to each other and on the piston rod (9) of the working cylinder (7) at a distance A to the pressure medium closure ( 40) at least one actuating element (18) is arranged.