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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Transportvorrichtung mit den jeweils
im Oberbegriff des Anspruchs 1 und 7 genannten Merkmalen.
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Ein
Beispiel einer konventionellen Transportvorrichtung dieser Gattung
wird in der
DE 42 26
072 C2 beschrieben. Diese Transportvorrichtung, entspricht
der in
15 gezeigten
Transportvorrichtung. Diese weist einen zweidimensionalen Bewegungsmechanismus
auf, der aus verschiedenen Komponenten besteht und auf einer Basis
100 aufgebaut
ist. In der Transportvorrichtung ist ein Paar X-Achsenführungen
114a und
114b zueinander
parallel vorgesehen, die sich in der axialen X-Richtung erstrecken. Unter
einem Winkel gegenüber
der X-Achsen-Richtung ist ein Paar Y-Achsenführungen
126a und
126b parallel
angeordnet, die sich in Richtung der Y-Achse erstrecken. Eine Führung
130 für einen
X-Achsenschieber ist zwischen den Y-Achsenführungen
126a,
126b angeordnet,
der sich in der X-Achsenrichtung erstreckt und entlang der Y-Achsenführung
126a und
126b in
Richtung der Y-Achse bewegbar ist. Eine Führung
118 für Y-Achsenschieber
ist zwischen den X-Achsenführungen
114a und
114b vorgesehen,
der sich in der Y-Achsenrichtung
erstreckt und entlang der X-Achsenführung
114a und
114b in
Richtung der X-Achse beweglich ist. Ein Schieber
142 ist
in den X- und Y-Achsenrichtungen beweglich, während er durch die X-Achsenschiebeführung
130 und
die Y-Achsenschieberführung
118 geführt wird.
Zum Bewegen des Schiebers
142 in den Richtungen der X- und
der Y-Achsen sind Antriebsmechanismen
134,
136,
138 und
140 vorgesehen.
Eine X-Achsen-Rückhaltevorrichtung
ist angebracht zum Verhindern einer Schrägstellung der X-Achsen-Schiebeführung
130 relativ
zur X-Achsenrichtung. Ferner ist eine Y-Achsen-Rückhaltevorrichtung vorgesehen
zum Verhindern einer Schrägstel lung
der Y-Achsen-Schieberführung
118 relativ
zur Y-Achsenrichtung.
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Die
X-Achsen-Rückhaltevorrichtung
weist X-Achsen-Zahnstangen 112a und 112b, eine
Y-Achsen-Stange 120 und an beiden Enden der Stange montierte
Ritzelzahnräder 122a und 122b auf.
Die Y-Achsen-Rückhaltevorrichtung
weist Y-Achsen-Zahnstangen 124a und 124b, eine
X-Achsen-Stange 132 und an beiden Enden der Stange montierte
Ritzelzahnräder 133a und 133b auf.
Diese Vorrichtungen verhindern Winkelversetzungen des Schiebers 142 in
Gierrichtungen, sobald der durch die X-Achsen-Stange 132 und
die Y-Achsen-Stange 120 geführte Schieber 142 in
den Richtungen der X- und der Y-Achsen bewegt wird.
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Der
zweidimensionale Bewegungsmechanismus bei dieser konventionellen
Transportvorrichtung besitzt die folgenden Nachteile:
- 1. Als Y-Achsen-Stange 120 der Y-Achsen-Rückhaltevorrichtung
und als X-Achsen-Stange 132 der
X-Achsen-Rückhaltevorrichtung
werden schwere Glieder verwendet. Die Tätigkeit dieser schweren Glieder
bedeutet eine zusätzliche
Belastung für
den Antriebsmechanismus
- 2. Der Mechanismus ist kompliziert und erfordert eine große Anzahl
von Komponententeilen. Dies führt
zu einer Steigerung der Herstellungskosten.
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Werden
flache Riemen, Drähte
oder dgl. anstelle des Zahnstangen-Ritzelmechanismus oder anstelle
der Abstimmungsriemen zum Unterdrücken von Winkelversetzungen
der Y-Achsen-Stange 120 der Y-Achsen-Rückhaltevorrichtung und der
X-Achsen-Stange 132 der X-Achsen-Rückhaltevorrichtung verwendet,
dann tritt ein Schlupf dieser Stangen 132 und 120 auf.
In einem solchen Status wird die Antriebskraft nicht ordnungsgemäß übertragen.
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In
der
DE 41 23 410 A1 ist
ein Transportelement für
Industrieautomation beschrieben, bei der ein Schlittengrundkörper längs zwei
Stahlzylinder geführt
ist. An dem Schlittenmotor ist eine Antriebsrolle vorgesehen, die
von einem Stahldraht umschlungen ist, der zwischen den Endplatten
der Stahlzylinder gespannt ist. Bei Bestätigung des Motors wandert der Schlittengrundkörper längs den
Stahlzylindern. Dabei beseht die Gefahr, dass der Schlittengrundkörper bei
der Beschleunigung zum Kippen neigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Transportvorrichtung
der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass sie
trotz eines einfachen Mechanismus eine Gier- und Versetzbewegung
des bewegten Körpers
möglichst
vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils
gelöst
mit einer Transportvorrichtung mit den Merkmalen eines der unabhängigen Ansprüche.
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Die
lineare Antriebsvorrichtung wird angetrieben, um auf den bewegbaren
Körper
eine Vorschubkraft in der Richtung aufzubringen, die unter einem
rechten Winkel zu der Bewegungsrichtung des Körpers liegt. Eine Beschleunigung
wird in dem beweglichen Körper
erzeugt. Eine Trägheitskraft,
die der Vorschubkraft in ihrer Richtung entgegengesetzt ist, wirkt
auf den zentralen Schwerpunkt des beweglichen Körpers. Sobald die Vorschubkraft
und die Trägheitskraft
nicht auf einer gemeinsamen geraden Linie liegen, dann formen die
Trägheitskraft
und die Vorschubkraft ein Kräftepaar,
das bewirkt, dass sich der bewegliche Körper in Bezug auf seine Bewegungsrichtung
horizontal verdreht. Die Gierbewegung des beweglichen Körpers wird
unterdrückt durch
das Seilglied, das über
die das Verhalten stabilisierende Vorrichtung gespannt ist. Daraus
resultiert, dass das Verhalten des beweglichen Körpers bezüglich der Neigung zu Versetz-
oder Gierbewegungen stabilisiert ist.
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Anhand
der Zeichnung werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung;
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2 eine
Perspektivansicht eines Richtungsänderungsmechanismus, der in
der Transportvorrichtung von 1 verwendet
wird;
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3 eine
Seitenansicht eines Spannungseinstellmechanismus der Transportvorrichtung
von 1;
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4A eine
schematische Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung,
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4B,C
jeweils perspektivische Seitenansichten von Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismen
der zweiten Ausführungsform;
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5 eine
schematische Draufsicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung,
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6 eine
schematische Draufsicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung;
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7 eine
schematische Draufsicht einer fünften
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung;
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8 eine
schematische Draufsicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung;
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9 eine
Querschnittsansicht in der Ebene IX-IX in 8;
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10 eine
Querschnittsansicht in der Ebene X-X in 8;
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11 diagrammartig
die Anordnung eines ersten Drahtes in der Transportvorrichtung von 8;
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12 diagrammartig
die Anordnung eines zweiten Drahtes der Transportvorrichtung von 8;
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13 diagrammartig
die Anordung eines dritten Drahtes in der Transportvorrichtung von 8;
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14 diamgrammartig
die Anrodnung eines vierten Drahtes in der Transportvorrichtung
von 8; und
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15 eine
Draufsicht einer konventionellen Transportvorrichtung (Stand der
Technik).
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wie folgt
erläutert.
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1 ist
eine Draufsicht eines Schemas einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung.
Ein lineare Führungseinrichtungen 2 und 3 sind
paarweise auf einer Basis 1 angeordnet. Sie liegen zueinander
parallel und formen einen linearen Führungsmechanismus. Als linearer
Antriebsmechanismus ist parallel zu den linearen Führungseinrichtungen 2 und 3 eine
Kugelschraubvorrichtung 4 vorgesehen. Auf den linearen Führungseinrichtungen 2 und 3 sind
jeweils Schieber 6 in einem Status montiert, in dem die
Schieber 6 leichtgängig
beweglich sind, während
sie durch Führungsschienen 5 geführt werden,
die fest an der Basis 1 montiert sind. Auf die beiden Schieber 6 ist
ein beweglicher Körper 7 aufgesetzt.
Der bewegliche Körper 7 ist
in einer Richtung langgestreckt ausgebildet, die unter einem rechten
Winkel zur Bewegungsrichtung des Körpers 7 liegt. Die
Kugelschraubvorrichtung 4 wird an beiden Enden drehbar
abgestützt in
Supporten 8 und 9. Eine Schraubwelle 10 ist
in eine Mutter 11 einge schraubt, unter Zwischensetzen mehrerer
Kugeln (nicht gezeigt). Die Schraubwelle 10 ist an der
Basis 1 angebracht. Der Endteil des beweglichen Körpers 7 ist
mit der Mutter 11 verbunden. Ein Ende der Schraubwelle 10 ist
fest mit einem reversiblen Motor 12 gekuppelt. Wird der
Motor 12 angetrieben, dann dreht sich die Schraubwelle 10 in
der Mutter 11, so daß sich
der bewegliche Körper 7 nach vorne
oder nach rückwärts entlang
der Schienen 5 der linearen Führungseinrichtungen 2 und 3 bewegt.
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Auf
diese Weise wird der Transportmechanismus zum Verstellen des beweglichen
Körpers
in der Transportvorrichtung gemäß der Erfindung
zusammengesetzt.
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Als
nächstes
wird eine Verhaltensstabilisiervorrichtung zum Stabilisieren eines
bestimmten Verhaltens des beweglichen Körpers 7 erläutert.
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Die
Verhaltensstabilisiervorrichtung enthält zwei Seilglieder (z.B. Drähte) 15 und 16 und
vier Richtungsänderungsmechanismen 17A, 17B, 17C und 17D,
die in ihrem Aufbau gleichartig sind. Die Struktur eines der Richtungsänderungsmechanismen
wird in 2 illustriert. Wie gezeigt ist
eine Scheibe 20 auf einer festgelegten Welle 18 gelagert, die
von der Basis 1 absteht. Ein Lager 19, z.B. ein Wälzlager,
ist zwischen diese beiden Komponenten eingesetzt. Bei der Ausführungsform
sind die vier Richtungsänderungsmechanismen
an der Basis 1 an vier Stellen montiert, die punktsymmetrisch
aufgereiht sind und nahe den Enden der Schienen 5 liegen.
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Vier
Drahtbefestigungspunkte 22A, 22B, 22C und 22D,
in denen die Enden der Drähte 15 und 16 fixiert
sind, befinden sich an Stellen nahe den vier Ecken des beweglichen
Körpers 7 und
sind ebenfalls punktsymmetrisch aufgereiht. Den beiden Drahtbefestigungspunkten 22C und 22D sind
Spannungseinstellmechanismen 23 zugeordnet, die dort montiert sind.
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Die
Struktur eines Spannungseinstellmechanismus wird in 3 illustriert.
Mittels Bolzen ist ein L-förmiges
Glied 24 am beweglichen Körper 7 fixiert. Im
oberen Teil des aufrechten Schenkels des L-förmigen Gliedes 24 ist
eine Durchbohrung 25 geformt, in die ein Schraubbolzen 26 eingeschraubt
ist, der Muttern 27a und 27b, eine Drahtfixierplatte 28 und
weitere Muttern 29a und 29b trägt. Im Resultat ist die Drahtbefestigungsplatte 28 mit
dem distalen Endteil des Bolzens 26 gekuppelt. Die Muttern 27a, 27b, 29a und 29b sind
so angeordnet, daß die
Muttern 27a und 27b den aufrechten Schenkel des
L-förmigen Gliedes 24 halten,
während
die Muttern 29a und 29b die Drahtbefestigungsplatte 28 halten.
Zum Einstellen einer Spannung des Drahtes 15 oder 16 wird
der Bolzen 26 vorwärts
und rückwärts bewegt,
um die mehreren Muttern 27a und 27b einzustellen,
während
die Drahtbefestigungsplatte 28 nach vorwärts und
rückwärts bewegt
wird durch Einstellen der Muttern 29a und 29b.
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Um
den Draht 15 zu montieren, wird ein Ende des Drahtes 15 am
Drahtbefestigungspunkt 22A festgelegt. Der verbleibende
Teil des Drahtes wird zur Scheibe 20 des Richtungsänderungsmechanismus 17A geführt und
dort angelegt, so daß die Vorwärtsrichtung
des Drahtes geändert
wird. Dann wird der Draht zur Scheibe 20 des Richtungsänderungsmechanismus 17B geführt, der
sich auf der gegenüberliegenden
Seite des beweglichen Körpers befindet,
betrachtet von dem Richtungsänderungsmechanismus 17A aus.
An dieser Scheibe wird die Vorwärtsrichtung
des Drahtes erneut geändert. Schließlich wird
der Draht zu dem Spannungseinstellmechanismus 23 im Drahtbefestigungspunkt 22C geführt, der
im wesentlichen punktsymmetrisch mit dem Drahtbefestigungspunkt 22A ist.
Dort wird dann das andere Endes des Drahtes im Spannungseinstellmechanismus 23 festgelegt.
Der auf diese Weise montierte Draht 15 erstreckt sich mit
einer Z-Form (in einer Draufsicht).
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Zum
Montieren des Drahtes 16 wird ein Ende desselben am Drahtbefestigungspunkt 22B festgelegt.
Der Draht wird dann zur und um die Scheibe 20 des Richtungsänderungsmechanismus 17D geführt, an
der seine Vorwärtsrichtung
geändert
wird. Dann wird der Draht zur Scheibe 20 des Richtungsänderungsmechanismus 17C geführt und
an dieser umgelenkt, die an der gegenüberliegenden Seite des beweglichen
Körpers 7 liegt,
gesehen von der Seite des Richtungsänderungsmechanismus 17D.
Die Vorwärtsrichtung
des Drahtes wird an dieser Scheibe erneut geändert. Schließlich wird
der Draht zum Spannungseinstellmechanismus 22 geführt, der
im Drahtbefestigungspunkt 22D montiert und im wesentlichen punktsymmetrisch
mit dem Drahtbefestigungspunkt 22B ist. Das andere Ende
des Drahtes wird an dem Spannungseinstellmechanismus 23 festgelegt.
Der auf diese Weise montierte Draht 16 erstreckt sich mit einem
umgekehrten Z-Verlauf (in einer Draufsicht).
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Wenn
die Drähte 15 und 16 über die
Richtungsänderungsmechanismen 17A, 17B, 17C und 17D gelegt
werden, reicht es aus, die Drähte
nur um die Scheiben 20 umzulenken. Falls erforderlich,
können
die Drähte,
z.B. mit wenigstens einer Windung, um die Scheiben der jeweiligen
Richtungsänderungsmechanismen
geschlungen werden.
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Die
Funktion der Transportvorrichtung mit diesem Aufbau wird nun erläutert.
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Der
Motor 12 wird in einer Richtung gedreht, um die Schraubwelle 10 der
Kugelschraubvorrichtung 4 zu drehen. Beim Drehen der Schraubwelle 10 wird
auf den beweglichen Körper 7 durch
die Mutter 11 eine Kraft F ausgeübt, die den beweglichen Körper 7 in
Richtung eines Pfeiles Y bewegt. Dabei wird, wie in 1 gezeigt,
im beweglichen Körper 7 eine Beschleunigung α erzeugt
(der Gesamtmasse m), der mit der Mutter 11 gekuppelt ist.
Eine Trägheit
mα wirkt
in einem Zentrumspunkt G der Gra vität (Massenschwerpunkt). Die
Trägheit
mα und die
Kraft F formen ein Kräftepaar,
das bestrebt ist, den beweglichen Körper 7 in 1 im
Uhrzeigersinn zu drehen, was eine Gierbewegung des beweglichen Körpers 7 hervorrufen
könnte.
Jedoch verhindert die Spannung des Drahtes 16, der über die
Richtungsänderungsmechanismen 17C und 17D zwischen
den Drahtbefestigungspunkten 22B und 22D gestreckt
ist, diese Gierbewegung des beweglichen Körpers 7 im Uhrzeigersinn.
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Wird
der Motor 12 in Gegenrichtung gedreht, dann wird auf den
beweglichen Körper 7 eine
Kraft F' aufgebracht.
Der bewegliche Körper
wird in Richturig eines Pfeiles Y' bewegt. In ihm wird eine Beschleunigung α' (für die Gesamtmasse
m) erzeugt, wobei der beweglichen Körper 7 integral mit
der Mutter 11 gekuppelt ist. In dem Zentrumspunkt G der
Gravität (Massenschwerpunkt)
wirkt eine Trägheit
mα'. Die Trägheit mα' hat das Bestreben,
den beweglichen Körper 7 in 1 entgegen
dem Uhrzeigersinn zu verdrehen. Jedoch verhindert die Spannung des Drahtes 15 die
Gierbewegung des beweglichen Körpers 7 im
Uhrzeigersinn, da der Draht zwischen den Befestigungspunkten 22A und 22C über die
Richtungsänderungsmechanismen 17A und 17B gespannt
ist.
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Die
Drähte 15 und 16 werden
auf die Richtungsänderungsmechanismen 17A bis 17D in
gestrecktem bzw. gespanntem Zustand aufgebracht, wobei beide Enden
jedes Drahtes an dem beweglichen Körper 7 festgelegt
sind. Aufgrund dieser Montage der Drähte tritt kein Schlupf der
Drähte
auf, auch wenn die Drähte
nur auf die Scheiben der Richtungsänderungsmechanismen 17A bis 17D gelegt
sind.
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Sofern
die Drähte 15 und 16 jeweils
um eine Scheibe 20 in wenigstens einer Windung gemäß 2 gelegt
werden, tritt ebenfalls kein Schlupf der Drähte ein. Weiterhin wird der
folgende zusätzliche Vorteil
erzielt. Wird nämlich
der beweg liche Körper 7 rasch
beschleunigt oder verzögert,
dann werden die Drähte 15 und 16 gespannt
und durch die ihnen nächstliegenden
Richtungsänderungsmechanismen 17A bis 17D fest
gehalten. Daraus resultiert, daß die Drahtsteifigkeit
gesteigert und eine Verdrehung des beweglichen Körpers 7 verhindert
werden. Konsequenterweise sind die Drähte 15 und 16 so
länger haltbar.
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Die
Transportvorrichtung, die in dieser Weise ausgebildet ist, enthält kein
Glied wie die konventionelle schwere Stange, die die Lastträgheit des
beweglichen Körpers 7 erheblich
vergrößern würde. Umgekehrt
bleibt bei der erfindungsgemäßen Konzeption
die Belastung des Motors 12 klein.
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4 ist eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung.
In dieser Fig. sind gleiche oder gleichwertige Bereiche mit denselben
Bezugszeichen versehen wie die der ersten Ausführungsform. Dies trifft auch
korrespondierend auf die weiteren Ausführungsformen zu, die später erläutert werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird eine Verhaltensstabilisiervorrichtung verwendet, mit zwei Drähten 15 und 16 und
zwei Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismen 30A und 30B.
Die Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismen 30A und 30B,
die an der Basis 1 montiert sind, sind jeweils in einer
Mittelposition zwischen den linearen Führungseinrichtungen 2 und 3 an
jedem der beiden Enden der Basis angeordnet, gesehen in der Bewegungsrichtung
des beweglichen Körpers.
Die Mechanismen 30A und 30B sind jeweils ausgebildet
mit einem Paar von Scheiben 20, die voneinander unabhängig drehbar
und entweder übereinander
oder nebeneinander, entsprechend den 4B und 4C, angeordnet
sind. Auch auf diese Scheiben 20 sind jeweils Drähte aufgelegt.
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Zum
Montieren des Drahtes 15 wird dessen eines Ende am Drahtbefestigungspunkt 22A festgelegt.
Der verbleibende Teil des Drahtes wird zu und um eine der Scheiben 20 des
Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30A geführt, an
der der Draht in seiner Vorwärtsrichtung
umgelenkt wird. Dann wird er geführt
und angelegt an eine der Scheiben 20 des Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30B,
der an der gegenüberliegenden
Seite des beweglichen Körpers 7 sitzt,
in Blickrichtung von dem Richtungsänderungsmechanismus 30A aus.
An der Scheibe 20 wird die Vorwärtsrichtung des Drahtes erneut
geändert.
Schließlich
wird der Draht zu dem Spannungseinstellmechanismus 23 am Drahtbefestigungspunkt 22C geführt, in
dem das andere Ende des Drahtes an dem Spannungseinstellmechanismus 23 festgelegt
wird. Der auf diese Weise verlegte Draht 15 erstreckt sich
in einer Draufsicht mit einem Z-Verlauf.
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Zum
Montieren des Drahtes 16 wird dessen eines Ende an dem
Drahtbefestigungspunkt 22B festgelegt. Der verbleibende
Teil des Drahtes wird zu und um die andere Scheibe 20 des
Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30 geführt, an der
der Draht in seiner Vorwärtsrichtung
umgelenkt wird. Dann wird er zur und um die andere Scheibe des Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30A geführt und
umgelenkt, der in Blickrichtung von dem Richtungsänderungsmechanismus 30B aus an
der gegenüberliegenden
Seite des beweglichen Körpers 7 vorgesehen
ist. An der Scheibe 20 wird die Vorwärtsrichtung des Drahtes erneut
gewechselt. Schließlich
wird der Draht zum Spannungseinstellmechanismus 22 im Drahtbefestigungspunkt 22D geführt, indem
das andere Ende des Drahtes an dem Spannungseinstellmechanismus 23 festgelegt
wird. Der auf diese Weise verlegte Draht 16 hat einen umgekehrten
Z-Verlauf in einer Draufsicht.
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Der
Doppelscheibenrichtungs-Änderungesmechanismus 30A bei
der zweiten Ausführungsform ist
gleichwertig den Richtungsänderungsmechanismen 17A und 17C der
ersten Ausführungsform,
die miteinander gekuppelt sind. Der Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30B ist
gleichwertig den Richtungsänderungsemchanismen 17B und 17D der
ersten Ausführungsform,
die ebenfalls miteinander gekuppelt sind. Die Betriebsweise und
die Effekte bei der zweiten Ausführungsform
sind im wesentlichen gleich denen der ersten Ausführungsform.
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Nachfolgend
wird eine dritte Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Eine
Verhaltensstabilsiervorrichtung ist in der dritten Ausführungsform
die gleiche wie in 1 gezeigt, d.h., daß die Verhaltensstabilisiervorrichtung zwei
Drähte 15 und 16 aufweist,
sowie vier Richtungsänderungsmechanismen 17A bis 17D,
die an den vier Ecken der Basis 1 angeordnet sind. Die
Vorrichtung ist jedoch verschieden von der Verhaltensstabilsiervorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels,
weil ein Paar Richtungsänderungsmechanismen 17R und 17F auf
dem beweglichen Körper 7 montiert
ist, jedoch in dessen Längsrichtung
voneinander beabstandet.
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Um
den Draht 15 hier zu montieren, wird dessen eines Ende
an dem Drahtbefestigungspunkt 22A festgelegt. Der verbleibende
Teil des Drahtes wird zu und um den Richtungsänderungsmechanismus 17A geführt, an
dem seine Vorwärtsrichtung
um 180° geändert wird.
Schließlich
wird der Draht zu dem Spannungseinstellmechanismus 23 geführt, der sich
im Drahtbefestigungspunkt 22C befindet. Dort wird das andere
Ende des Drahtes im Spannungseinstellmechanismus 23 festgelegt.
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Um
den Draht 16 zu montieren, wird dessen eines Ende an dem
Drahtbefestigungspunkt 22B festgelegt, ehe der verbleibende
Teil des Drahtes zu und um den Richtungsänderungsmechanismus 17D geführt und
in seiner Vorwärtsrichtung
um 180° geändert wird.
Der Draht wird dann zu und auf den Richtungsänderungsmechanismus 17E am
beweglichen Körper 7 gebracht,
an dem er seitwärts
zurückgebogen
wird. Dann wird der Draht auf dem beweglichen Körper 7 zum Richtungsänderungsmechanismus 17F geführt und
nach oben umgelenkt und schließlich
zum Richtungsänderungsmechanismus 17C gebracht,
an dem er um 180° umgelenkt
wird. Schließlich
wird der Draht zum Spannungseinstellmechanismus 23 geführt, der
sich im Drahtbefestigungspunkt 22D befindet. Dort wird
das andere Ende des Drahtes am Spannungseinstellmechanismus 23 festgelegt. Die
Scheiben 20 gemäß 2 können als
die Scheiben der Richtungsänderungsmechanismen 17E und 17F auf
dem beweglichen Körper 7 benutzt
werden. Die Drähte 15 und 16 werden
auf die jeweiligen Scheiben in entgegengesetzten Richtungen aufgelegt.
Demzufolge können
die Vorwärtsrichtungen
der Drähte
gleichzeitig durch eine einzige Scheibe geändert werden, da sich die beiden
Drähte
in derselben Richtung bewegen, nämlich
in der Drehrichtung der Scheibe. Der Draht 15 verhindert
eine Bewegung des beweglichen Körpers 7 entgegen
dem Uhrzeigersinn, während
der Draht 16 dessen Bewegung im Uhrzeigersinn verhindert.
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Bei
der dritten Ausführungsform
werden die Drähte 15 und 16 entlang
der Schienen der linearen Führungseinrichtung
und des beweglichen Körpers 7 gezogen.
D.h., diese Drähte
erstrecken sich nicht über
den Mittelbereich der Transportvorrichtung (in Weitenrichtung).
Demzufolge ist der gesamte Mittelbereich als Arbeitszone nutzbar.
Wenn ein anderer Mechanismus in diesem Bereich installiert wird,
tritt keine Kollision mit den Drähten
ein.
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6 ist
eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer Transportvorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Wie
gezeigt, weist eine Verhaltensstabilisiervorrichtung bei der vierten
Ausführungsform
zwei Drähte 15 und 16,
zwei an den linken und rechten Ecken des oberen Bereichs der Basis 1 angeordnete Richtungsänderungsmechanismen 17A und 17C und zwei
Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismen 30A und 30B an
den linken und rechten Ecken im unteren Bereich der Basis 1 auf.
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Um
den Draht 5 zu montieren, wird dessen eines Ende am Drahtbefestigungspunkt 22A festgelegt.
Der verbleibende Teil des Drahtes wird zum Richtungsänderungsmechanismus 17A geführt, an dem
er um 180° nach
hinten umgeschlagen wird. Dann wird der Draht zu einer der Scheiben
des Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30A geführt, der
sich an der gegenüberliegenden
Seite des beweglichen Körpers 7 befindet,
in Blickrichtung von dem Richtungsänderungsmechanismus 17A aus.
Dabei verläuft
der Draht quer über
die Unterseite des beweglichen Körpers 7.
Der Draht wird dann seitwärts
umgeschlagen oder nach rechts (in der Zeichnung) und zum Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30B geführt, der
sich an der unteren rechten Ecke der Basis befindet. Der Draht wird an
einer der Scheiben des Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30B nach
oben umgelenkt und zum Drahtbefestigungspunkt 22C geführt. Schließlich wird
das andere Ende dieses Drahtes an dem im Drahtbefestigungspunkt 22C vorgesehenen
Spannungseinstellmechanismus 23 festgelegt.
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Zum
Montieren des Drahtes 16 wird dessen eines Ende an dem
Drahtbefestigungspunkt 22B festgelegt. Der verbleibende
Teil des Drahtes wird zum Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30A geführt. Mittels
der anderen Scheibe des Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30A wird
der Draht nach rechts umgelenkt und entlang dem Draht 15 zu
dem Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30B geführt. Durch die
andere Scheibe des Doppelscheibenrichtungs-Änderungsmechanismus 30B wird
der Draht nach oben umgelenkt und zum Richtungsänderungsmechanismus 17C geführt, nachdem
er die Unterseite des beweglichen Körpers 7 überquert.
An dem Richtungsänderungsmechanismus 17C wird
der Draht um 180° umgelenkt
und zum Drahtbefestigungspunkt 22D geführt. Schließlich wird das andere Ende
des Drahtes am Spannungseinstellmechanismus 23 des Drahtbefestigungspunktes 22D festgelegt.
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Der
Draht 15 unterdrückt
eine Bewegung des beweglichen Körpers 7 entgegen
dem Uhrzeigersinn, während
der Draht 16 eine im Uhrzeigersinn gerichtete Bewegung
des beweglichen Körpers 17 verhindert.
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Bei
der vierten Ausführungsform
erstrecken sich die Drähte 15 und 16 entlang
der drei Seiten der Basis 1. Demzufolge kann der Zentralbereich
der Vorrichtung als Arbeitszone über
den gesamten Bewegungsbereich des beweglichen Körpers 7 genutzt werden.
Ist ein anderer Mechanismus in diesen Bereich installiert, dann
kollidiert dieser nicht mit den Drähten. Weiterhin befindet sich
am beweglichen Körper 7 kein
Draht. Demzufolge kann ein weiteren Mechanismus, falls er am beweglichen
Körper 7 installiert
sein sollte, nicht mit den Drähten
kollidieren.
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7 ist
eine Draufsicht einer Transportvorrichtung einer fünften Ausführungsform
der Erfindung.
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In
einer Verhaltensstabilisiervorrichtung der fünften Ausführungsform sind die Drahtbefestigungspunkte 22A, 22B, 22C und 22D in
punktsymmetrischer Weise an den vier Ecken der Basis 1 angeordnet
und daran sind die beiden Drähte 15 und 16 festgelegt.
Am beweglichen Körper 17 sind
wie bei der Ausführungsform
gemäß 5 zwei
Richtungsänderungsmechanismen 17E und 17F vorgesehen.
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Zum
Montieren des Drahtes 15 wird dessen eines Ende an dem
Drahtbefestigungspunkt 22A festgelegt. Der verbleibende
Teil des Drahtes wird zum Richtungsänderungsmechanismus 17E am
beweglichen Körper 17 gezogen
und dort aufgelegt. Durch den Mechanismus 17E wird der
Draht dann zum Richtungsänderungsmechanismus 17F auf
dem und entlang des beweglichen Körpers 7 gezogen und aufgelegt.
Durch den Mechanismus 17F wird der Draht dann umgelenkt
in Richtung zum Drahtbefestigungspunkt 22C. Das andere
Ende des Drahtes 15 wird schließlich am Spannungseinstellmechanismus 23 im
Drahtbefestigungspunkt 22C befestigt.
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Beim
Montieren des Drahtes 16 wird dessen eines Ende an dem
Drahtbefestigungspunkt 22B festgelegt und der verbleibende
Teil des Drahtes in einer Richtung zum Richtungsänderungsmechanismus 17E gezogen,
die der Richtung entgegengesetzt ist, in der der Draht 15 dorthin
verlegt ist. Durch den Mechanismus 17E wird der Draht zum
Richtungsänderungsmechanismus 17F entlang
und auf dem beweglichen Körper 7 gezogen
und auf den Mechanismus 17F in einer Richtung aufgebracht,
die entgegengesetzt ist zu der Richtung, in der der Draht 15 dort
aufgebracht wurde. Durch den Mechanismus 17F wird der Draht
umgelenkt nach oben zum Drahtbefestigungspunkt 22D. Das
andere Ende des Drahtes 15 wird schließlich an dem Spannungseinstellmechanismus 23 im
Drahtbefestigungspunkt 22D festgelegt.
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Der
Draht 15 verhindert eine Bewegung des beweglichen Körpers 7 entgegen
dem Uhrzeigersinn, während
der Draht 16 eine Bewegung des beweglichen Körpers im
Uhrzeigersinn unterdrückt.
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Bei
der fünften
Ausführungsform
sind die Drähte 15 und 16 entlang
der Schienen 5 der linearen Führungsvorrichtung und des beweglichen
Körpers 7 gezogen.
Deshalb sind die Bereiche an beiden Seiten des beweglichen Körpers 7 als
Arbeitszonen nutzbar, gesehen in Bewegungsrichtung der Vorrichtung.
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Die 8 bis 14 gehören zusammen, um
eine Transportvorrichtung einer sechsten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
zu verdeutlichen.
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Die
Transportvorrichtung gemäß der Erfindung
ist eine X-Y-Transportvorrichtung (Koordinaten-Transportvorrich tung).
Die Vorrichtung enthält eine
X-Achsentransportvorrichtung 31 mit einem beweglichen Körper 7X,
der in Richtung der X-Achse beweglich ist, und eine Y-Achsentransportvorrichtung 32 mit
einem beweglichen Körper 7Y,
der orthogonal zur X-Achsenrichtung in der Y-Achsenrichtung beweglich
ist. Die Struktur der X-Y-Transportvorrichtung wird zunächst erläutert. In
der X-Achsentransportvorrichtung 31 sind ein Paar an beiden
Enden der Basis 1 (in Y-Achsenrichtung gesehen) angeordneter
linearer Führungen 2X und 3X parallel
zueinander so gelagert, daß sie
sich horizontal erstrecken bzw. in X-Achsenrichtung. Der bewegliche
Körper 7X wird von
Schiebern 6X getragen, die über Ordinatenstäbe 33 und 34 auf
Führungsschienen 5X montiert
sind. Der bewegliche Körper 7X ist
in einer Richtung langgestreckt, die unter einem rechten Winkel
zur Bewegungsrichtung der Schieber liegt. In der Y-Achsentransportvorrichtung 32 ist
ein Paar linearer Führungen 2Y und 3Y vorgesehen.
Diese befinden sich in einer Ansicht in der X-Achsenrichtung an
beiden Enden der Basis 1 und sind zueinander parallel,
derart, daß sie
sich vertikal oder in Richtung der Y-Achse erstrecken. Der bewegliche
Körper 7Y wird
von Schiebern 6Y getragen, die auf Führungsschienen 5Y montiert
sind. Der bewegliche Körper 7Y ist
langgestreckt in einer Richtung, die zur Bewegungsrichtung der Schieber
unter einem rechten Winkel verläuft.
Als Antriebsmechanismus für
den beweglichen Körper 7Y ist
eine Kugelschraubvorrichtung 4Y vorgesehen, die vom beweglichen
Körper 7X getragen
wird. Die Kugelschraubvorrichtung 4Y enthält eine
Schraubwelle 10Y, drehbar abgestützt durch Supporte 8Y und 9Y,
eine mit der Schraubwelle 10Y gekuppelte Mutter 11Y,
und einen Antriebsmotor 12Y zum Antreiben der Schraubwelle 10Y.
Vom beweglichen Körper 7Y wird
als Antriebsmechanismus für
den beweglichen Körper 7X eine
Kugelschraubvorrichtung 4X getragen. Die Kugelschraubvorrichtung 4X weist
eine durch Supporte 8X und 9X drehbar abgestützte Schraubwelle 10X,
eine mit der Schraubwelle 10X gekuppelte Mutter 11X,
und einen Antriebsmotor 12X zum Antreiben der Schraubwelle 10X auf.
Die Mutter 11X der Kugelschraubvorrichtung 4X ist
mit der Mutter 11Y der Kugelschraubvorrichtung 4Y mittels
einer Kupplungsplatte 35 gekuppelt.
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Nachfolgend
werden Verhaltensstabilisiervorrichtungen für die beweglichen Körper 7X und 7Y der
X-Y-Transportvorrichtung erläutert.
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Die
Verhaltensstabilisiervorrichtung des beweglichen Körpers 7X ist
dieselbe wie die des beweglichen Körpers 7 der Transportvorrichtung
der fünften
Ausführungsform
gemäß 7.
Die Verhaltensstabilisiervorrichtung weist zwei Drähte 15 und 16,
zwei Richtungsänderungsmechanismen 17E und 17F am
beweglichen Körper 7x,
und vier Drahtbefestigungspunkte 22A, 22B, 22C und 22D an
den vier Ecken der Basis 1 auf. An den beiden Drahtbefestigungspunkten 22C und 22D sind
jeweils Spannungseinstellmechanismen 23 montiert. Gemäß 11 wird
ein Ende des Drahtes 15 am Befestigungspunkt 22A festgelegt.
Der Draht wird dann verlegt zum Richtungsänderungsmechanismus 17E und
zum Mechanismus 17F und dann zum Drahtbefestigungspunkt 22C geführt. Das
andere Ende des Drahtes 15 wird am Spannungseinstellmechanismus
des Befestigungspunktes 22C festgelegt. Der auf diese Weise verlegte
Draht 15 hat in Draufsicht einen Z-Verlauf. Gemäß 12 wird
ein Ende des Drahtes 16 an dem Spannungseinstellmechanismus 23 im
Befestigungspunkt 22D festgelegt. Der Draht wird dann zu
den Richtungsänderungsmechanismen 17E und 17F in einer
Richtung verlegt, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der der
Draht 15 verlegt wurde. Der Draht wird dann von den Richtungsänderungsmechanismen
zum Drahtbefestigungspunkt 22B gebracht, in dem das andere
Ende des Drahtes 16 festgelegt wird. Der auf diese Weise
verlegte Draht 16 hat einen umgekehrten Z-Verlauf, in einer
Draufsicht. Der Draht 15 unterdrückt eine Bewegung des beweglichen
Körpers 7X entgegen
dem Uhrzeigersinn, während
der Draht 16 eine Bewegung des beweglichen Körpers 7X im
Uhrzeigersinn unterdrückt.
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Die
Verhaltensstabilisiervorrichtung des beweglichen Körpers 7Y enthält ebenfalls
zwei Drähte 37 und 38,
vier Richtungsänderungsmechanismen 17A bis 17D an
der Basis 1 und vier Drahtbefestigungspunkte 39A bis 39D an
beiden Enden des beweglichen Körpers 7Y,
gesehen in Längsrichtung
des beweglichen Körpers 7Y.
An beiden Drahtbefestigungspunkten 39A und 39B sind
jeweils Spannungseinstellmechanismen 23 vorgesehen. Gemäß 13 wird
ein Ende des Drahtes 37 im Spannungseinstellmechanismus 23 im
Befestigungspunkt 39B festgelegt. Der Draht wird dann in
die Richtungsänderungsmechanismen 17B, 17A und 17D gebracht und
zum Befestigungspunkt 39C geführt. Das andere Ende des Drahtes 16 wird
im Spannungseinstellmechanismus 22 im Befestigungspunkt 39C festgelegt. Gemäß 14 wird
ein Ende des Drahtes 38 im Spannungseinstellmechanismus 23 des
Befestigungspunktes 39A festgelegt. Der Draht wird dann durch
die Richtungsänderungsmechanismen 17A, 17B und 17C in
einer Richtung verlegt, die entgegengesetzt ist zur Richtung, in
der der Draht 37 dort verlegt wurde. Der Draht 38 wird
dann von den Richtungsänderungsmechanismen
zum Befestigungspunkt 39D verlegt, wo sein anderes Ende
im Befestigungspunkt 39D verankert wird. Der Draht 37 unterdrückt eine
Bewegung des beweglichen Körpers 7Y entgegen
dem Uhrzeigersinn, während
der Draht 38 dessen Bewegung im Uhrzeigersinn unterdrückt. Die Verhaltensstabilisiervorrichtung
des beweglichen Körpers 7Y kann
ersetzt werden durch die Verhaltensstabilisiervorrichtung des beweglichen
Körpers 7 bei
der vierten Ausführungsform
gemäß 6.
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Die
X-Y-Transportvorrichtung der sechsten Ausführungsform stellt weite Arbeitsbereiche
in den beiden Achsenrichtungen sicher, trotzdem sind Gierbewegungen
der beiden beweglichen Körper 7X und 7Y unterdrückt.
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Bei
der vorbeschriebenen Ausführungsform ist
der Draht jeweils ein Seilglied. Falls erforderlich, kann als Seilglied auch
ein flacher Riemen, eine Kette, eine Schraubenfeder oder dgl. verwendet
werden.
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Die
Kugelschraubvorrichtung, die als Linearantrieb zum linearen Bewegen
des beweglichen Körpers
bei der vorerwähnten
Ausführungsform
verwendet wird, kann ersetzt werden durch einen Riementransportmechanismus
oder einen Transportmechanismus mit Zahnstangen und Ritzeln.
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Der
jeweils verwendete Spannungseinstellmechanismus muß nicht
notwendigerweise so ausgebildet sein, wie dies in 3 gezeigt
ist. Es ist möglich
ihn durch Einsetzen einer Feder zu modifizieren.
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In
den Ausführungsformen
werden jeweils zwei Drähte
verwendet. Alternativ kann auch ein einziger Draht benutzt werden,
der zwischen den Befestigungspunkten 22A und 22B eingeführt wird,
die ohne Spannungseinstellmechanismen 23 ausgelegt sind.
Der Draht kann an diesen Punkten (oder an einem dieser Punkte) festgelegt
werden.
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Weiterhin
kann ein einzelner Draht mehrfach entlang desselben Pfades verlegt
werden, oder es wird eine Vielzahl von Drähten entlang desselben Pfades
verlegt. Dann ließe
sich die Steifigkeit des Drahtes bzw. der Drahtanordnung zum Unterdrücken der
Gierbewegung des beweglichen Körpers
verbessern.
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Bei
den zweiten bis sechsten Ausführungsformen,
und auch bei der ersten Ausführungsform, kann
der zu dem jeweiligen Richtungsänderungsmechanismus
verlegte Draht einmal oder mehrfach um die Scheibe gewunden werden,
ehe seine weitere Richtung geändert
wird.
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Wie
vorstehend erläutert
wurde, weist eine Transportvorrichtung gemäß der Erfindung einen beweglichen
Körper
auf, der in einer Richtung langgestreckt ist, die unter rechtem
Winkel zu seiner Bewegungsrichtung verläuft. Ferner ist wenigstens
ein Paar linearer Führungseinrichtungen
vorgesehen, die zueinander parallel verlaufen, um den beweglichen
Körper
in seiner Bewegungsrichtung zu führen. Weiterhin
ist eine lineare Antriebsvorrichtung vorgesehen zum Bewegen des
beweglichen Körpers
entlang der linearen Führungseinrichtung.
Schließlich
ist eine Verhaltensstabilisiervorrichtung zum Stabilisieren eines
Verhaltens des beweglichen Körpers
angeordnet, mit der eine Gierbewegung des beweglichen Körpers unterdrückt wird,
während
dieser seine Bewegung ausführt.
Der bewegliche Körper,
die lineare Führungseinrichtung,
die lineare Antriebsvorrichtung und die Verhaltensstabilsiervorrichtung
sind gemeinsam an einer Basis montiert. Die Verhaltensstabilisiervorrichtung
enthält
zumindest ein Seilglied, zumindest zwei Befestigungspunkte zum Festlegen
des Seilgliedes an beiden Endbereichen der Basis oder des beweglichen
Körpers,
wobei diese voneinander in Längsrichtung
des beweglichen Körpers
getrennt sind, und wenigstens zwei Richtungsänderungsvorrichtungen an der
Basis oder an dem beweglichen Körper,
die voneinander in Längsrichtung
des beweglichen Körpers
getrennt sind. Das erste Seilglied ist am ersten Ende am ersten
Befestigungspunkt festgelegt, der sich näher am ersten Ende der Basis oder
des beweglichen Körpers
befindet. Der verbleibende Teil des ersten Seilgliedes wird zur
und in die Richtungsänderungsvorrichtung
gebracht, in der das Seilglied in seiner Vorwärtsrichtung verändert und dann
zum zweiten Befestigungspunkt geführt wird, der punktsymmetrisch
mit dem ersten Befestigungspunkt ist. Dort wird das zweite Ende
festgelegt. Das zweite Seilglied wird mit seinem ersten Ende im
zweiten Befestigungspunkt festgelegt, der näher beim zweiten Ende der Basis
oder des beweglichen Körpers
liegt. Der verbleibende Teil des zweiten Seilgliedes wird in die
Richtungsänderungsvorrichtung
eingeführt,
in der die Vorwärtsrichtung
des zweiten Seilgliedes geändert
wird in eine Richtung, die der vorerwähnten Richtung entgegengesetzt
ist, und wird dann zu dem ersten Befestigungspunkt geführt, der mit
dem zweiten Befe stigungspunkt punktsymmetrisch ist. Das zweite Ende
des zweiten Seilgliedes wird dann dort festgelegt, so daß seine
Spannung einer Gierbewegung des beweglichen Körpers entgegenwirkt. Mit dieser
Ausbildung kann in der Transportvorrichtung gemäß der Erfindung eine Gierbewegung
des beweglichen Körpers
mit einer einfachen Konstruktion vermieden werden. Demzufolge ist
die Transportvorrichtung in der Lage, den beweglichen Körper stabil
gehalten zuverlässig
zu verstellen. Die Transportvorrichtung ist demzufolge in ihrem
Aufbau einfach und läßt sich
mit günstigen
Kosten realisieren.