DE19616765A1

DE19616765A1 - Linear guide arm with tools or grippers

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Publication number: DE19616765A1
Application number: DE1996116765
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-06

Abstract

Two roller crosses (7) are located on the arm at right angles to the arm axis and aligning one behind the other. The eight rollers (8) of the cross are guided in a tubular housing (1) on individual bolted guide rails (9). The spacing of the rails is adjusted by a pointed adjusting screw (10) between the rails. The arm is hollow and is designed to accommodate a spindle with a spindle nut, or piston and piston rod.

Description

Die Erfindung betrifft einen aus einem Gehäuse auf Wälzkörpern geführten auskragenden Arm, der mit Werkzeugen oder Greifern bestückt ist und mit einer entsprechenden Bewegungssteuerung zur Verrichtung von Trag-, Hub-, Schub-, allgemein von manövrier- und positionierbaren Arbeitsabläufen dient. Diese lassen sich zu mehrachsigen Robotern, vereint mit Drehantrieben montieren.The invention relates to a cantilever led out of a housing on rolling elements Arm that is equipped with tools or grippers and with a corresponding one Movement control for carrying, lifting, pushing, general maneuvering and positionable workflows. These can be turned into multi-axis robots, mount together with rotary actuators.

Abläufe dieser Art, für bestimmte Greif- und Arbeitsbereiche werden jetzt mit den bekannten Schwenkrobotern ausgeführt. Deren Schwenkarme sind in mehreren Achsen beweglich und sind für die vielfältigsten Bewegungsabläufe programmierbar. Insgesamt sind diese Schwenkroboter kompakt konstruiert und können für alle, einfache und komplizierte Fertigungsprozesse eingesetzt werden. Diese hohe universelle Einsatzmöglichkeit hat aber einen hohen Eigenbauaufwand und der Roboter wird für viele kleinere Automatisierungen zu aufwendig, hat einen hohen Preis und wird dafür zu teuer.Processes of this type, for certain gripping and working areas are now with the known swivel robots executed. Their swivel arms are in several axes flexible and can be programmed for a wide variety of movements. All in all these swivel robots are compact and can be used for everyone, simple and complicated manufacturing processes are used. This high universal However, the possibility of use has a high cost of self-construction and the robot is used by many small automations are too complex, have a high price and are too expensive.

Es gibt eine teilweise Alternative mit auf Schienen geführten Linearantrieben, bzw. Schlittenführungen. Die Lösungen erfolgen so, in dem mit einer Portalgestaltung derartige Linearführungen in der Arbeitsraum geführt werden. Hier wird aber der Greifraum um baut und der Arbeitsraum dadurch eingeschränkt.There is a partial alternative with linear drives on rails, or Sledge guides. The solutions are done in a portal design Such linear guides are performed in the work area. But here is the Gripping space around and the work space thereby restricted.

Die üblichen Spindelantriebe, oder die pneumatisch, auch hydraulisch angetriebenen Arbeitszylinder mit Kolbenstange sind, wegen der geringen Querkraftaufnahme, nur bedingt geeignet, bzw. es müssen für eine bestimmte Tragkraft viel zu große Zylinder mit folglich hoher Energieaufnahme verwendet werden. Deshalb wurden neben dem Arbeitszylinder gelagerte Hilfsstangen zur zusätzlichen Abstützung und Verdrehstabilität angeordnet, die die Querkräfte und die Momente abfangen. Insgesamt beanspruchen diese, meist drei Schubstangen einen erheblichen Teil des begrenzten Konstruktionsraumes und lassen oft mehrere Anordnungen nebeneinander kaum zu, oder eine Automatisierung im engsten Raum wird erst gar nicht möglich. Diese offenen Stangenführungen sind außerdem schmutzanfällig und bedürfen einer entsprechenden Wartung. Außerdem ist diese Bauweise noch zu teuer.The usual spindle drives, or the pneumatically, also hydraulically driven Working cylinders with piston rods are only because of the low shear force absorption suitable to a limited extent, or cylinders that are too large must be used for a certain load capacity consequently high energy consumption can be used. Therefore, in addition to the Auxiliary rods mounted on working cylinders for additional support and torsional stability arranged, which absorb the transverse forces and the moments. Claim overall this, usually three push rods a significant part of the limited Construction space and often hardly allow multiple arrangements next to each other, or automation in the tightest of spaces is not possible at all. This open Bar guides are also prone to dirt and require a corresponding one Maintenance. In addition, this design is still too expensive.

Der immer knappe Konstruktionsraum direkt am Fertigungsprozeß wird an allen bisher bekannten Handlings noch durch die notwendigen Energiezuführleitungen, Energieketten aus beweglichen Kunststoffröhren, erheblich eingeschränkt. Diese gebündelten, besonders die freien Leitungen unterliegen immer der ständigen Bewegung und haben somit, besonders unter Schmutzbedingungen, einen hohem Verschleiß und führen oft zu Fehlern mit rätselhaften Suchen und langen Ausfällen. Die vorbeugende Wartung ist entsprechend hoch, besonders unter den genannten komplizierten Bedingungen.The always tight design space directly on the manufacturing process is so far on everyone known handling through the necessary energy supply lines, energy chains made of flexible plastic tubes, considerably restricted. These bundled, especially the free lines are always subject to constant movement and have thus, especially under dirt conditions, high wear and often lead to Mistakes with puzzling searches and long failures. Preventive maintenance is correspondingly high, especially under the complicated conditions mentioned.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mit einem einfachen Arm in den Arbeitsraum einzudringen, dabei entsprechende Werkzeuge und Werkstücke zu tragen, bzw. daß auf dem Arm weitere Arme in einer Kombination montiert werden können. Die Linearführung der Arme einfach, platzsparend, ohne freie Versorgungsleitungen, robust, leichtgängig und übersichtlich ausführbar wird. Der Antrieb sich sowohl elektrisch, mechanisch, pneumatisch als auch hydraulisch und in Miniatur gestalten läßt.The invention is therefore based on the object with a simple arm in the To penetrate the work area while carrying appropriate tools and workpieces, or that additional arms can be mounted in a combination on the arm. The Linear guidance of the arms simple, space-saving, without free supply lines, robust, becomes smooth and clearly executable. The drive is both electric, can be designed mechanically, pneumatically as well as hydraulically and in miniature.

Erfindungsgemäß wird die mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen erreicht. Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt:According to the invention is achieved with the features mentioned in claim 1. The Invention is explained using an exemplary embodiment. It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführung eines Linearführungsarms Fig. 1 shows a cross section through an embodiment of a linear guide arm

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführung eines Linearführungsarms. Fig. 2 shows a longitudinal section through an embodiment of a linear guide arm.

Das Gehäuse 1 ist aus einem Aluminiumstrangpreßprofil gestaltet. Der Arm 2 und die Kolbenstange 3 sind aus rostfreien Präzisionsstahlrohren und sind jeweils an seinen Enden 4 flanschförmig ausgeweitet. Die Flansche 5 und der Kolben 6 sind daran verschraubt.The housing 1 is made of an extruded aluminum profile. The arm 2 and the piston rod 3 are made of stainless precision steel tubes and are each expanded at their ends 4 in a flange. The flanges 5 and the piston 6 are screwed to it.

Auf dem Arm 2 sind im einem Abstand zueinander die Rollenkreuze 7 aufgepreßt und verklebt. Die Lagerung 8 ist in diesem Falle eine Nadellagerung. Für die Laufschienen 9 wird ein gezogenes Stahlblankprofil eingesetzt und wird mit dem Gehäuse 1 verschraubt und entsprechend mit der Justierschraube 10 vorher eingestellt. On the arm 2 , the roller crosses 7 are pressed and glued at a distance from each other. The bearing 8 is in this case a needle bearing. A drawn steel blank profile is used for the running rails 9 and is screwed to the housing 1 and adjusted accordingly beforehand with the adjusting screw 10 .

Die beiden Flansche 5 und 11 sind als Druckgußteile konstruiert und werden an den Stirnseiten des Gehäuses 1 verschraubt. Die Lippendichtungen 12 zwischen den bewegten Teilen sind entsprechend angeordnet.The two flanges 5 and 11 are constructed as die-cast parts and are screwed to the end faces of the housing 1 . The lip seals 12 between the moving parts are arranged accordingly.

Im Inneren der hohlen Kolbenstange 3 und im Inneren des hohlen Armes 2 wird der Kabel- und Schlauchstrang 13 geführt. Der Strang ist aus dem üblichen Schlauchkunststoff und ist im größerem Rohr zur Längenveränderung schraubenförmig gewickelt. An den Übergangsstellen sind Schlauchhalter 14 zur Abdichtung vorgesehen.The cable and hose assembly 13 is guided inside the hollow piston rod 3 and inside the hollow arm 2 . The strand is made of the usual tubular plastic and is helically wound in the larger tube for changing the length. Hose holders 14 are provided at the transition points for sealing.

Die Schläuche dienen zur Leitung der Druckluft durch den gesamten Arm hindurch zum nächsten Verbraucher. Gleichfalls ist in den Schläuchen die Aufnahme von elektrischen Leiterdrähten oder Kabeln vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind vier Schläuche, einmal für die durchgehende Druckluft, einmal für die Druckluft für den inneren Zylinderraum 15 über die Öffnungen 16 und zweimal für das elektrischen Kabel vorgesehen. Die Druckluft in den äußeren Zylinderraum 17 fließt über die Öffnung 18.The hoses are used to direct the compressed air through the entire arm to the next consumer. Likewise, the inclusion of electrical conductor wires or cables is provided in the hoses. In the exemplary embodiment, four hoses are provided, one for the continuous compressed air, one for the compressed air for the inner cylinder space 15 via the openings 16 and two for the electrical cable. The compressed air in the outer cylinder space 17 flows through the opening 18 .

Anstelle der Rollenkreuze 7 und der Lagerung 8, könnte aber auch ein bekannte Kugelumlauflagerung eingebaut werden.Instead of the roller crosses 7 and the bearing 8 , a known ball bearing could also be installed.

Mit dieser Erfindung wurde mit modernen Mitteln ein sehr leichtes und einfach handhabbares Konstruktionsprinzip für Linearführungsarme gefunden, mit dem die o.g. Aufgabenstellung erfüllt wird. Die Anschlußmöglichkeiten mit den vorgesehenen Befestigungslöchern 19 an die vorhandenen T- Nuten- Profile, mit den T- Nuten 20 selbst wieder an andere vorhandene Profile, mit den Befestigungen der Sensorik 21, mit den Befestigungen der Ventile und mit den Schlauchanschlüssen 22 basieren auf den entsprechenden Standards und geben somit die Voraussetzung vorhandene Einrichtungen zu nutzen und zu ergänzen.With this invention, a very light and easy-to-use design principle for linear guide arms was found with modern means, with which the above-mentioned task is fulfilled. The connection options with the provided mounting holes 19 to the existing T-slot profiles, with the T-slots 20 themselves to other existing profiles, with the attachments of the sensors 21 , with the attachments of the valves and with the hose connections 22 are based on the corresponding Standards and thus provide the prerequisite for using and supplementing existing facilities.

Frei herumhängende Versorgungsleitungen gibt es nicht mehr. Die sehr schmale Bauweise ermöglicht das Eindringen in kleine Arbeitsräume. Es lassen sich alle vorhandenen Steuerungen verwenden. Der Aufbau ist übersichtlich und die installierte Anlage läßt sich einfach warten.There are no longer freely hanging supply lines. The very narrow one Construction allows penetration into small work spaces. All can be use existing controls. The structure is clear and the installed System is easy to maintain.

Diese Linearführungsarme lassen sich als Module zu den verschiedensten Robotern vor Ort zusammenbauen. Sie sind entsprechend der Auswahl und Kombination für komplizierteste und einfachste Ansprüche geeignet. Genau dadurch ist eine optimale Anpassung an die Fertigung unter den geringsten Kosten gewährleistet. These linear guide arms can be presented as modules for a wide variety of robots Assemble the place. They are according to the selection and combination for the most complicated and simple claims. This is exactly what is optimal Adaptation to manufacturing guaranteed at the lowest cost.

Der elektrische Antrieb, z. B. Getriebemotoren und Spindeln ist ohne weiters anstelle der speziellen Druckluftteile für den Fachmann realisierbar. Gleiches gilt für Varianten im Miniaturbereich und sowohl auch für die hydraulischen. Ebenfalls sind an den Endstellen Stoßdämpfer einbaubar. Mit Gebern, z. B. Magneten, für die Steuerung können die geführten Teile in bekannter Art ebenfalls ausgerüstet werden.The electric drive, e.g. B. geared motors and spindles is easily instead of special compressed air parts can be realized by a specialist. The same applies to variants in Miniature area and both for the hydraulic. Are also at the end points Shock absorber can be installed. With donors, e.g. B. magnets for the control can guided parts are also equipped in a known manner.

BezugszeichenlisteReference list

1 Gehäuse
2 Arm
3 Kolbenstange
4 Enden
5 Flansche
6 Kolben
7 Rollenkreuze
8 Lagerung
9 Laufschienen
10 Justierschraube
11 Flansch
12 Lippendichtung
13 Kabel- und Schlauchstrang
14 Schlauchhalter
15 innerer Zylinderraum
16 Öffnung
17 äußerer Zylinderraum
18 Öffnungen
19 Löcher
20 T- Nuten
21 Sensorik
22 Schlauchanschlüsse
23 mittlerer Zylinderraum 1 housing
2 arm
3 piston rod
4 ends
5 flanges
6 pistons
7 roller crosses
8 storage
9 tracks
10 adjusting screw
11 flange
12 lip seal
13 cable and hose harness
14 hose holder
15 inner cylinder space
16 opening
17 outer cylinder space
18 openings
19 holes
20 T-slots
21 sensors
22 hose connections
23 middle cylinder space

Claims

1. Linear guide arm equipped with tools or grippers and for performing maneuverable and positionable work processes, characterized in that
that two arm crosses ( 7 ) aligned one behind the other at right angles to the arm axis are arranged on one arm ( 2 ), the eight rollers ( 8 ) of which are guided in a tubular housing ( 1 ) on individually screwed guide bars ( 9 ) and the guide bar distance of which is determined by a pointed adjusting screw ( 10 ) is adjustable between the guide strips ( 9 ),
that the arm ( 2 ) is hollow and is designed to receive a spindle with a spindle nut, or a piston ( 6 ) with a piston rod ( 3 ),
that the piston rod ( 3 ) is hollow and is designed together with the arm ( 2 ) to receive a continuous helically wound cable and hose assembly ( 13 ).

2. Linear guide arm equipped with tools or grippers and for performing maneuverable and positionable workflows, according to claim 1, characterized in that on one arm ( 2 ) a rolling element bearing is arranged, whose support in a tubular housing ( 1 ) on individually screwed guide rails ( 9 ) is done.

3. Linear guide arm equipped with tools or grippers and for performing maneuverable and positionable workflows, according to claim 1, characterized in that the outer ( 17 ), middle ( 23 ) and inner cavity ( 15 ) as a pressure chamber with the corresponding openings ( 18 ) can be used.