DE102006018590A1 - handling device - Google Patents

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Abstract

Eine Handhabungsvorrichtung (1) weist ein Mehrringlager (8) mit drei relativ zueinander verdrehbaren konzentrischen Ringen (9, 10, 11) auf, wobei zwei Ringe (10, 11) jeweils zur Lagerung eines inneren Arms (4, 5) vorgesehen sind. An den inneren Armen (4, 5) sind äußere Arme (6, 7) schwenkbar angelenkt, welche eine Plattform (2) tragen, die in einer normal zur Achse (A) des Mehrringlagers (8) angeordneten Ebene beweglich ist.A handling device (1) has a multi-ring bearing (8) with three concentric rings (9, 10, 11) which can be rotated relative to one another, two rings (10, 11) each being provided for mounting an inner arm (4, 5). Outer arms (6, 7) are pivotably articulated on the inner arms (4, 5) and carry a platform (2) which is movable in a plane arranged normal to the axis (A) of the multi-ring bearing (8).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung, beispielsweise für die Handhabung von auf Trays angeordneten elektronischen Bauelementen.The The invention relates to a handling device, for example for handling of electronic components arranged on trays.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Zur Verpackung und/oder zum Transport bereitgestellte elektronische Bauelemente sind häufig auf Tabletts, so genannten Trays, abgelegt, wie beispielsweise aus der DE 199 53 431 B4 bekannt.For packaging and / or transport provided electronic components are often stored on trays, so-called trays, such as from the DE 199 53 431 B4 known.

Mehrere Trays können auf einer als Stocker bezeichneten Ablage angeordnet sein. Zur Handhabung eines Stockers könnte beispielsweise eine aus der DE 195 18 618 A1 bekannte maschinelle Handhabungsvorrichtung verwendet werden. Diese hat jedoch einen hohen Platzbedarf und ist nicht auf die Handhabung elektronischer Bauelemente ausgelegt.Multiple trays may be located on a tray called Stocker. For handling a stocker, for example, one from the DE 195 18 618 A1 known mechanical handling device can be used. However, this has a lot of space and is not designed for the handling of electronic components.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung anzugeben, welche besonders für die Handhabung eines Stockers geeignet ist, der mit elektronischen Bauelementen gefüllte Trays trägt.Of the Invention is based on the object, a handling device to specify which ones especially for the handling of a stocker is suitable, with electronic Components filled trays wearing.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Handhabungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Vorrichtung umfasst ein Mehrringlager mit drei relativ zueinander verdrehbaren konzentrischen Ringen, wovon ein Ring typischerweise starr mit einem Gehäuse verbunden ist. Zwei der drei Ringe sind jeweils mit einem schwenkbaren inneren Arm verbunden oder bilden jeweils ein Teil eines solchen Arms. An jedem inneren Arm ist ein relativ zu diesem schwenkbarer äußerer Arm angelenkt. Die beiden äußeren Arme sind auf derjenigen Seite, die der gelenkigen Verbindung mit dem jeweiligen inneren Arm abgewandt ist, gelenkig mit einer Plattform verbunden. Die Drehachsen der insgesamt fünf Lager sind parallel zueinander angeordnet, so dass die Plattform, welche insbesondere zum Fördern eines Stockers vorgesehen ist, in einer Ebene bewegbar ist, die normal zur Achse des Mehrringlagers angeordnet ist. Insgesamt ist eine sogenannte Scherenkinematik realisiert.These The object is achieved by a handling device with the features of claim 1. This Device comprises a multi-ring bearing with three relative to each other rotatable concentric rings, of which a ring typically rigid with a housing connected is. Two of the three rings are each with a swiveling inner arm connected or each form a part of such Arms. On each inner arm is a relative to this pivoting outer arm hinged. The two outer arms are on the side that the articulated connection with the facing away from each inner arm, hinged to a platform connected. The axes of rotation of the five bearings are parallel to each other arranged so that the platform, which in particular for conveying a Stockers is provided, is movable in a plane that is normal is arranged to the axis of the multi-ring bearing. Overall, one is so-called scissor kinematics realized.

Ein Mehrringlager ist grundsätzlich beispielsweise aus der DE 10 2004 035 587 A1 bekannt. Vorzugsweise weist das Mehrringlager der Handhabungsvorrichtung Kreuzrollenlager auf, die in einer gemeinsamen Ebene oder in parallel beabstandete Ebenen angeordnet sein können. Alternativ können für das Mehrringlager beispielsweise Vierpunktlager vorgesehen sein, welche sich ebenfalls besonders für die Aufnahme von Kippbelastungen eignen. Unabhängig von der Art der Wälzlagerung ist das Mehrringlager vorzugsweise als abgedichtetes Lagersystem ausgeführt.A multi-ring bearing is basically for example from the DE 10 2004 035 587 A1 known. Preferably, the multi-ring bearing of the handling device on cross roller bearings, which may be arranged in a common plane or in parallel spaced planes. Alternatively, four-point bearings may be provided for the multi-ring bearing, for example, which are also particularly suitable for absorbing tilting loads. Regardless of the type of rolling bearing, the multi-ring bearing is preferably designed as a sealed bearing system.

In bevorzugter Ausgestaltung weisen die äußeren Arme der Handhabungsvorrichtung eine geringere effektive Länge als die inneren Arme auf. Als effektive Länge wird dabei der Abstand der jeweiligen Drehachsen verstanden. Der Abstand zwischen den die Anlenkpunkte an der Plattform definierenden Drehachsen der äußeren Arme wird Greiferabstand genannt. Die Summe aus diesem Greiferabstand und den effektiven Längen der beiden äußeren Arme ist vorzugsweise größer als die Summe der effektiven Längen der beiden inneren Arme. Mit diesen Abmessungsrelationen ist es möglich, ausgehend von einem Winkel von weniger als 90° zwischen den beiden inneren Armen, diese bis zu einem Winkel von 180° und darüber hinaus zu spreizen. Jeder der beiden inneren Arme kann dabei einen Winkel von mehr als 90° überstreichen. Bewegen sich die Arme symmetrisch zu einer Ebene, in welcher die Achse des Mehrringlagers liegt, so kann die Palette oder Plattform linear verfahren werden. Mit einer gleichsinnigen Drehung der beiden inneren Arme ist es dagegen möglich, die Palette um die Achse des Mehrringlagers zu schwenken. Ebenso ermöglicht die Handhabungsvorrichtung kombinierte lineare und rotative Bewegungen der Plattform. Das Längenverhältnisse der Arme ergibt ein günstiges Übersetzungsverhältnis von Drehwinkel zu linearem Verfahrweg.In preferred embodiment, the outer arms of the handling device a lower effective length as the inner arms up. The effective length is the distance understood the respective axes of rotation. The distance between the Linkage points on the platform defining axes of rotation of the outer arms is called gripper distance. The sum of this gripper distance and the effective lengths the two outer arms is preferably greater than the sum of the effective lengths the two inner arms. It is with these dimensional relations possible, starting from an angle of less than 90 ° between the two inner Poor to spread them to an angle of 180 ° and beyond. Everyone The two inner arms can cover an angle of more than 90 °. The arms move symmetrically to a plane in which the Axis of the multi-ring bearing, so can the pallet or platform be moved linearly. With a similar rotation of the two inner arms, on the other hand, it is possible to swing the pallet around the axis of the multi-ring bearing. As well allows the handling device combined linear and rotary movements the platform. The length ratios the arms gives a favorable gear ratio of Angle of rotation to linear travel.

Die mit den inneren Armen verbundenen Ringe des Mehrringlagers sind vorzugsweise unabhängig voneinander elektromotorisch antreibbar. Der Antrieb kann beispielsweise über Zahnräder oder Zahnriemen erfolgen. Ohne derartige mechanische Übertragungselemente weist eine besondere vorteilhafte Ausführungsform der Handhabungsvorrichtung mindestens einen Torquemotor als permanentmagneterregten Synchronmotor zum Direktantrieb der drehbaren Ringe des Mehrringlagers auf. Torquemotoren, prinzipiell beispielsweise aus der DE 10 2004 030 111 A1 bekannt, zeichnen sich insbesondere durch ihre Spiel- und Hysteresefreiheit aus. Ein besonders kompakter Aufbau der Handhabungsvorrichtung ergibt sich mit als Außenläufermotoren ausgebildeten Torquemotoren zum Antrieb der inneren Arme. Hierbei sind vorzugsweise zwei gleichartige Motoren vorgesehen, deren Rotoren mit jeweils einem inneren Arm der Handhabungsvorrichtung starr verbunden sind.The connected to the inner arms rings of the multi-ring bearing are preferably independently driven by an electric motor. The drive can be done for example via gears or timing belt. Without such mechanical transmission elements, a particularly advantageous embodiment of the handling device has at least one torque motor as a permanent magnet synchronous motor for direct drive of the rotatable rings of the multi-ring bearing. Torque motors, in principle, for example, from DE 10 2004 030 111 A1 known, are characterized in particular by their play and hysteresis freedom. A particularly compact construction of the handling device results with torque motors designed as external rotor motors for driving the inner arms. In this case, two identical motors are preferably provided, the rotors are rigidly connected to one inner arm of the handling device.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierend zeigen:following be several embodiments of the invention explained in more detail with reference to a drawing. Show:

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

1 bis 3 in schematischer Draufsicht eine Handhabungsvorrichtung mit einer Plattform in verschiedenen Positionen, 1 to 3 a schematic plan view of a handling device with a platform in different positions,

4 und 5 die Handhabungsvorrichtung nach den 1 bis 3 in perspektivischer Ansicht, 4 and 5 the handling device according to the 1 to 3 in perspective view,

6 im Querschnitt einen Antrieb der Handhabungsvorrichtung nach den 1 bis 5, 6 in cross-section a drive of the handling device according to the 1 to 5 .

7 bis 9 verschiedene Ausführungsformen von Lagerungen in einer Handhabungsvorrichtung, und 7 to 9 various embodiments of bearings in a handling device, and

10 einen elektrischen Direktantrieb einer Handhabungsvorrichtung 10 an electric direct drive of a handling device

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungFull Description of the drawing

Einander entsprechende oder gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.each other corresponding or equivalent parts are in all figures with denoted by the same reference numerals.

Eine in den 1 bis 6 sichtbare Handhabungsvorrichtung 1 ist zur horizontalen Förderung von Gegenständen, insbesondere elektronischen Bauelementen, auf einer auch als Palette bezeichneten Plattform 2 vorgesehen. Die elektronischen Bauelemente können dabei in einem nicht dargestellten Stocker auf einzelnen Trays abgelegt sein.One in the 1 to 6 visible handling device 1 is for the horizontal promotion of objects, in particular electronic components, on a platform, also referred to as a pallet 2 intended. The electronic components can be stored in a stocker, not shown, on individual trays.

Die Plattform 2 ist an einem nur ausschnittsweise dargestellten Gehäuse 3 mittels zweier innerer Arme 4, 5 und zweier äußerer Arme 6, 7 beweglich gehalten. Zur drehbeweglichen Verbindung der inneren Arme 4, 5 mit dem Gehäuse 3 ist ein einziges Mehrringlager 8 vorgesehen. Das Mehrringlager 8 ist als Dreiringlager mit einem fest mit dem Gehäuse 3 verbundenen Ring 9 und zwei konzentrisch zu diesem angeordneten, rotierbaren Ringen 10, 11 ausgebildet. Die Achse des Mehrringlagers 8 ist mit A bezeichnet.The platform 2 is on a only partially illustrated housing 3 by means of two inner arms 4 . 5 and two outer arms 6 . 7 kept movable. For the rotatable connection of the inner arms 4 . 5 with the housing 3 is a single multi-ring bearing 8th intended. The multi-ring bearing 8th is as a three-ring bearing with a fixed to the housing 3 connected ring 9 and two concentrically arranged, rotatable rings 10 . 11 educated. The axis of the multi-ring bearing 8th is denoted by A.

Das Mehrringlager 8 wird auch als inneres Gelenk der Handhabungsvorrichtung 1 bezeichnet. Jeder innere Arm 4, 5 weist auf dessen dem Mehrringlager 8 abgewandter Seite ein mittleres Gelenk 12, 13 auf, an dem jeweils einer der äußeren Arme 6, 7 schwenkbar angelenkt ist. Die äußeren Arme 6, 7 wiederum sind mittels jeweils eines äußeren Gelenkes 14, 15 mit der Plattform 2 gekoppelt.The multi-ring bearing 8th is also used as the inner joint of the handling device 1 designated. Every inner arm 4 . 5 points to the multi-ring bearing 8th opposite side a middle joint 12 . 13 on, on each of which one of the outer arms 6 . 7 is hinged pivotally. The outer arms 6 . 7 in turn are each by means of an outer joint 14 . 15 with the platform 2 coupled.

Jeder innere Arm 4, 5 weist eine identische effektive Länge LI jeder äußere Arm 6, 7 eine effektive Länge LA auf. Die effektiven Längen LI LA sind definiert als Abstand zwischen der Drehachse des mittleren Gelenks 12, 13 von der Achse A des Mehrringlagers 8 bzw. von der Drehachse des äußeren Gelenks 14, 15. Der Abstand zwischen den Drehachsen der beiden an der Plattform 2 angeordneten äußeren Gelenke 14, 15 wird als Greiferabstand G bezeichnet.Every inner arm 4 . 5 has an identical effective length L I each outer arm 6 . 7 an effective length L A up. The effective lengths L I L A are defined as the distance between the axis of rotation of the middle joint 12 . 13 from the axis A of the multi-ring bearing 8th or from the axis of rotation of the outer joint 14 . 15 , The distance between the axes of rotation of the two on the platform 2 arranged outer joints 14 . 15 is referred to as gripper distance G.

Es gilt die Relation 2LI < 2LA + G. The relation holds 2L I <2L A + G.

Im Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 6 beträgt die Länge LA der äußeren Arme 6, 7 etwas weniger als 75% der Länge LI der inneren Arme 4, 5. Der Greiferabstand G ist etwas geringer als die Länge LA der äußeren Arme 6, 7. Die 1 bis 3 veranschaulichen eine lineare Bewegung der Plattform 2, welche hierbei in konstanter Höhe gehalten wird. Die äußeren Arme 6, 7 weisen keinen eigenen Antrieb auf. Vielmehr ist in nicht näher dargestellter Weise eine Kopplung vorhanden, die sicherstellt, dass die äußeren Arme 6, 7 stets symmetrisch zu einer Ebene angeordnet sind, welche mittig zwischen den äußeren Gelenken 14, 15 angeordnet ist. In jeder der in den 1 bis 3 dargestellten Position ist es auch möglich, sämtliche Arme 4, 5, 6, 7 relativ zueinander in fester Position zu belassen und insgesamt zusammen mit der Plattform 2 um die Achse A zu drehen.In the embodiment of the 1 to 6 the length L A is the outer arms 6 . 7 a little less than 75% of the length L I of the inner arms 4 . 5 , The gripper distance G is slightly less than the length L A of the outer arms 6 . 7 , The 1 to 3 illustrate a linear movement of the platform 2 , which is held at a constant height. The outer arms 6 . 7 do not have their own drive. Rather, a coupling is present in a manner not shown, which ensures that the outer arms 6 . 7 are always arranged symmetrically to a plane which is centered between the outer joints 14 . 15 is arranged. In each of the in the 1 to 3 shown position, it is also possible, all arms 4 . 5 . 6 . 7 relative to each other in a fixed position to leave and together with the platform 2 to turn around the axis A.

Der Antrieb der inneren Arme 4, 5 erfolgt durch zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Elektromotoren 16, 17 welche ihren Drehmoment über Zahnräder 18, 19 auf Innenverzahnungen der Ringe 10, 11 übertragen. Zur Lagerung der Ringe 10, 11 sind, wie aus 6 hervorgeht, Kreuzrollenlager 20, 21 vorgesehen. Verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten von Mehrringlagern 8 mit Kreuzrollenlagern 20, 21 sind, teilweise im Detail, aus den 7 bis 9 ersichtlich. Zur Verbindung der Ringe 9, 10, 11 mit anschließenden Bauteilen sind Flansche 22 vorgesehen.The drive of the inner arms 4 . 5 is done by two independently controllable electric motors 16 . 17 which their torque via gears 18 . 19 on internal gears of the rings 10 . 11 transfer. For storage of the rings 10 . 11 are how out 6 shows, cross roller bearing 20 . 21 intended. Different design possibilities of multi-ring bearings 8th with cross roller bearings 20 . 21 are, in part, in detail, from the 7 to 9 seen. To connect the rings 9 . 10 . 11 with adjoining components are flanges 22 intended.

Die 10 zeigt eine Handhabungsvorrichtung 1 mit elektrischem Direktantrieb der inneren Arme 4, 5 mittels Torquemotor 23. Hierbei ist an jedem drehbar gelagerten Ring 10, 11 jeweils ein Rotor 24, 25 zum elektrischen Direktantieb angeflanscht. Insgesamt ist die Lagerung und der Antrieb der inneren Arme 4, 5 damit sehr kompakt und zugleich tragfähig aufgebaut. In nicht dargestellter Weise kann auch an der Plattform 2 statt der äußeren Gelenke 14, 15 ein Mehrringlager 8 vorgesehen sein. Ebenso ist es in nicht dargestellter Weise möglich, Mehrringlager 8 mit mehr als drei Ringen zu verwenden.The 10 shows a handling device 1 with electric direct drive of the inner arms 4 . 5 by means of torque motor 23 , This is on each rotatably mounted ring 10 . 11 one rotor each 24 . 25 Flanged to the electric direct drive. Overall, the storage and the drive of the inner arms 4 . 5 thus very compact and at the same time stable. In a manner not shown may also be on the platform 2 instead of the outer joints 14 . 15 a multi-ring bearing 8th be provided. It is also possible in a manner not shown Mehrringlager 8th to use with more than three rings.

11
Handhabungsvorrichtunghandling device
22
Plattformplatform
33
Gehäusecasing
44
innerer Arminternal poor
55
innerer Arminternal poor
66
äußerer Armouter arm
77
äußerer Armouter arm
88th
MehrringlagerMultiple-ring bearings
99
Ringring
1010
Ringring
1111
Ringring
1212
mittleres Gelenkaverage joint
1313
mittleres Gelenkaverage joint
1414
äußeres Gelenkouter joint
1515
äußeres Gelenkouter joint
1616
Elektromotorelectric motor
1717
Elektromotorelectric motor
1818
Zahnradgear
1919
Zahnradgear
2020
KreuzrollenlagerCrossed roller bearings
2121
KreuzrollenlagerCrossed roller bearings
2222
Flanschflange
2323
Torquemotortorque motor
2424
Rotorrotor
2525
Rotorrotor
AA
Achseaxis
GG
Greiferabstandhook clearance
LA, LI L A , L I
Längelength

Claims (8)

Handhabungsvorrichtung, mit einem Mehrringlager (8) mit drei relativ zueinander verdrehbaren konzentrischen Ringen (9, 10, 11), wobei zwei Ringe (10, 11) jeweils zur Lagerung eines inneren Arms (4, 5) vorgesehen sind, und mit zwei an den inneren Armen (4, 5) schwenkbar angelenkten äußeren Armen (6, 7), die eine Plattform (2) tragen, welche in einer normal zur Achse (A) des Mehrringlagers (8) angeordneten Ebene beweglich ist.Handling device, with a multi-ring bearing ( 8th ) with three relatively rotatable concentric rings ( 9 . 10 . 11 ), whereby two rings ( 10 . 11 ) each for the storage of an inner arm ( 4 . 5 ) and with two on the inner arms ( 4 . 5 ) pivotally hinged outer arms ( 6 . 7 ), which is a platform ( 2 ), which in a normal to the axis (A) of the multi-ring bearing ( 8th ) arranged level is movable. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrringlager (8) eine Kreuzrollenlagerung (20, 21) aufweist.Handling device according to claim 1, characterized in that the multi-ring bearing ( 8th ) a crossed roller bearing ( 20 . 21 ) having. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Arme (6, 7) eine effektive Länge (LA) haben, die geringer als die effektive Länge (LI) der inneren Arme (4, 5) ist.Handling device according to claim 1 or 2, characterized in that the outer arms ( 6 . 7 ) have an effective length (L A ) less than the effective length (L I ) of the inner arms ( 4 . 5 ). Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Summe der effektiven Längen (LI) der inneren Arme (4, 5) und der Summe der effektiven Längen (LA) der äußeren Arme (6, 7) geringer ist als der Abstand (G) zwischen Anlenkpunkten der äußeren Arme (6, 7) an der Plattform (2).Handling device according to claim 3, characterized in that the difference between the sum of the effective lengths (L I ) of the inner arms ( 4 . 5 ) and the sum of the effective lengths (L A ) of the outer arms ( 6 . 7 ) is less than the distance (G) between articulation points of the outer arms ( 6 . 7 ) on the platform ( 2 ). Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elektromotor (16, 17, 23) zum Antrieb der schwenkbaren Ringe (10, 11) des Mehrringlagers (8) vorgesehen ist.Handling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one electric motor ( 16 . 17 . 23 ) for driving the pivotable rings ( 10 . 11 ) of the multi-ring bearing ( 8th ) is provided. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss zwischen Elektromotor (16, 17) und angetriebenem Ring (10, 11) mittels einer Verzahnung (18, 19) hergestellt ist.Handling device according to claim 5, characterized in that the power flow between the electric motor ( 16 . 17 ) and driven ring ( 10 . 11 ) by means of a toothing ( 18 . 19 ) is made. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen zum Direktantrieb des Rings (10, 11) vorgesehenen Torquemotor (23).Handling device according to claim 5, characterized by a direct drive of the ring ( 10 . 11 ) provided torque motor ( 23 ). Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Torquemotor (23) als Außenläufermotor ausgebildet ist.Handling device according to claim 7, characterized in that the torque motor ( 23 ) is designed as an external rotor motor.
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