DE19847502A1 - Bewegungseinrichtung zur Bewegung eines Endeffektors - Google Patents
Bewegungseinrichtung zur Bewegung eines EndeffektorsInfo
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Abstract
Durch die Erfindung wird eine Bewegungseinrichtung (11) zur Bewegung eines Endeffektors (15) geschaffen, die einen Träger (29) aufweist, an dem der Endeffektor angeschlagen ist. Es sind wenigstens zwei linear arbeitende Aktuatoren (13, 25) vorgesehen, die um unterschiedliche Achsen an dem Träger schwenkbar gelagert sind und an unterschiedlichen Punkten mit dem Endeffektor gelenkig verbunden sind. Ein weiterer Antrieb ist vorgesehen zur Bewegung des Endeffektors (15) sowie Führungsmittel (20) zur zwangsläufigen Bewegung des Endeffektors in einer vorgegebenen Bewegungsfläche. Die linear arbeitenden Aktuatoren (13) können Teleskopantriebe und/oder Vorschubantriebe (25) sein. Der weitere Antrieb kann neben einem linearen Aktuator auch ein Drehantrieb sein. Die Führungsmittel sind bevorzugt als Führungsschwinge (20) ausgebildet. Eine Anwendung der Erfindung ist eine Transport- bzw. Bewegungseinrichtung für Leiterplatten (35) in Magazine o. dgl. hinein. Eine Bewegung des Endeffektors (15) setzt sich aus translatorischen sowie rotatorischen Komponenten zusammen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bewegungseinrichtung zur Bewegung
eines Endeffektors, insbesondere für die Handhabung von
Substraten in der Elektronikindustrie, die einen Träger
aufweist, an dem der Endeffektor angeschlagen ist. Unter
Träger kann eine gesamte Trageinrichtung verstanden werden.
Ebenso sollen darunter mehrere Einzelträger verstanden
werden, die zwar nicht direkt miteinander gekoppelt sind,
aber durch jeweils raumfeste Zuordnung zueinander äquivalent
zu einer einzigen Trageinrichtung sind. Endeffektoren sind
beispielsweise Saugeinrichtungen, Spritzdüsen, Schweiß- bzw.
Bearbeitungsköpfe oder Greifvorrichtungen. Sie sollen eine
große Bewegungsvielfalt aufweisen.
Derartige Bewegungseinrichtungen sind beispielsweise Roboter
arme, die um mehrere Gelenke drehbar sind. Durch diese
Mehrgelenkigkeit sowie z. T. integrierte Antriebe sind solche
Roboterarme aufwendig, teuer und schwer.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bewegungseinrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und mit
begrenztem Aufwand zu realisieren ist, eine beliebige Bewe
gungsfreiheit innerhalb vorgegebener Grenzen bei gleich
zeitiger hoher Positioniergenauigkeit ermöglicht sowie
zuverlässig funktioniert und universell einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1. Eine Bewe
gungseinrichtung mit wenigstens zwei linear arbeitenden
Aktuatoren, die um unterschiedliche Achsen schwenkbar an dem
Träger gelagert sind und an unterschiedlichen Punkten mit
dem Endeffektor gelenkig verbunden sind und mit einem weite
ren Antrieb zur Bewegung des Endeffektors ermöglicht eine
Bewegung des Endeffektors in der gewünschten Bewegungsfrei
heit. Durch Führungsmittel zur zwangsläufigen Bewegung des
Endeffektors in einer vorgegebenen Bewegungsfläche können die
Bewegungsmöglichkeiten definiert beschränkt werden sowie eine
präzise Führung bzw. Bewegung des Endeffektors ermöglichen.
Je nach Ausbildung der Führungsmittel können die Aktuatoren
bzw. die Antriebe einfach ausgeführt sein, da sie von der
Führungsfunktion enthoben sein können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann der weitere
Antrieb des Endeffektors ein dritter linear arbeitender
Aktuator sein, der um eine Achse schwenkbar an dem Träger
gelagert und mit dem Endeffektor gelenkig verbunden ist.
Vorteilhaft ist dieser weitere Linear-Aktuator ebenso ausge
führt wie die anderen Aktuatoren. Alternativ und/oder zusätz
lich kann der weitere Antrieb ein Drehantrieb sein, der an
einem Aktuator angreift. Vorzugsweise ist er in seiner
Wirkungsweise zwischen einem Aktuator und dem Endeffektor
angebracht, um den Endeffektor gegenüber dem Aktuator zu ver
schwenken bzw. zu verdrehen. Des weiteren ist es möglich, den
Drehantrieb an dem Träger anzubringen und auf einen Aktuator
wirken zu lassen. Dies hat den Vorteil, daß das Gewicht des
Drehantriebes von dem Träger getragen wird und nicht von den
Aktuatoren bewegt werden muß. Ein Drehantrieb kann ein
konventioneller Getriebemotor sein.
In einer Ausführungsmöglichkeit können die Aktuatoren Vor
schubantriebe mit einem Linearantrieb und einer damit gelen
kig verbundenen Schubstange o. dgl. sein. Der Linearantrieb
ist vorzugsweise richtungsfest, d. h. nicht verdrehbar, wobei
er insbesondere an dem Träger befestigt sein kann. Die
Schubstangen können an von dem Linearantrieb bewegten Dreh
lagern bewegt werden und die Kraft auf den Endeffektor
übertragen. Dies hat den Vorteil, daß lediglich die Schub
stangen mit einer geringen Masse bewegt und gelenkig gelagert
werden müssen.
Gemäß einer alternativen Ausführung können die Aktuatoren als
Teleskopantriebe ausgeführt sein, vorzugsweise hydraulischer
oder pneumatischer Art. Derartige Teleskopantriebe sind weit
verbreitet und von der Technik her ausgereift. Bevorzugt sind
ihre Zylinder an dem Träger gelagert um die bewegten Massen
gering zu halten.
Die Führungsmittel zur zwangsläufigen Bewegung des Endeffek
tors in einer vorgegebenen Bewegungsfläche weisen bevorzugt
eine Gelenkkette auf, die mit dem Träger und dem Endeffektor
gelenkig verbunden und nur in dieser Bewegungsfläche bewegbar
ist. Eine Möglichkeit sieht vor, die Gelenkkette nach Art
eines Knickgelenks aus einer an dem Träger gelagerten Schwin
ge und einer damit über ein Gelenk verbundenen und an dem
Endeffektor gelagerten Koppel zu bilden. Die Gelenke und
insbesondere auch Schwinge und Koppel sind vorteilhaft derart
ausgeführt, daß sie verwindungssteif und mit exakter Führung
versehen sind. Dies kann erreicht werden, indem die Gelenk
kette Gelenkglieder und/oder Gelenke aufweist mit einer im
Vergleich zu ihrer Länge erheblichen Breite bzw. Ausdehnung
senkrecht zu der Bewegungsfläche. Darunter sind auch zwei
parallel verlaufende Gelenkglieder zu verstehen, die senk
recht zur Bewegungsfläche versetzt sind und durch Streben o. dgl.
verwindungssteif miteinander verbunden sind. Gemäß einer
Möglichkeit weisen die Gelenke jeweils zwei Gelenkzapfenhal
terungen auf, die zur Verbreiterung des Gelenks voneinander
beabstandet sind.
Alternativ zu einer Führung durch eine separate Gelenkkette
ist es möglich, die Drehgelenke wenigstens eines, vorzugs
weise mehrerer Aktuatoren derart auszuführen, daß eine
zwangsweise Führung des Endeffektors erfolgt. Ebenso können
zwei Linear-Aktuatoren, vorzugsweise als Teleskopantriebe,
parallel verlaufen und mechanisch gekoppelt sein um quasi
eine aktive Führungsschwinge zu bilden.
Zwar kann die vorgegebene Bewegungsfläche durchaus ein
Verschwenken des Endeffektors auf einer nichtebenen Bewe
gungsbahn, z. B. einer gekrümmten Fläche, umfassen, bevorzugt
ist sie jedoch eine Bewegungsebene. Die Führungsmittel weisen
vorteilhaft Gelenk- bzw. Drehachsen auf, welche senkrecht zu
dieser Bewegungsebene verlaufen. Mit zueinander versetzten
Gelenk- bzw. Drehachsen könnte eine zwangsläufige taumelnde
Bewegung erzielt werden.
Wenigstens ein Aktuator kann derart an dem Träger gelagert
sein, daß sein Gewichtsschwerpunkt in einer durchschnitt
lichen und/oder häufig angefahrenen Stellung des Endeffektors
in etwa in seinem Lagerpunkt an dem Träger liegt. Auf diese
Weise balanciert sich der Aktuator in dieser Stellung im
wesentlichen selber aus, so daß keine Haltekräfte aufgrund
seiner eigenen Masse aufzubringen sind.
Zur Erweiterung der Funktionsmöglichkeiten können Bewegungs
mittel zur Bewegung von an dem Endeffektor angebrachten
Vorrichtungen vorgesehen sein, die eine im wesentlichen
senkrecht zur Bewegungsfläche verlaufende Bewegungsrichtung
aufweisen. Da der Endeffektor in seiner Bewegungsbahn relativ
zu dem Träger festgelegt ist, kann dies einerseits durch
Bewegung des Trägers insgesamt, beispielsweise gegenüber
zugeordneten Arbeitseinrichtungen o. dgl., erreicht werden.
Vorzugsweise sind die Bewegungsmittel an dem Endeffektor
vorgesehen und tragen Vorrichtungen wie beispielsweise eine
Greifvorrichtung zur Erfassung von Gegenständen. Dies kann
insbesondere eine Saugvorrichtung zum Erfassen flacher
Gegenstände durch Unterdruck sein.
Bevorzugt verläuft in einer Grundstellung des Endeffektors
eine Linie durch wenigstens zwei Lagerpunkte der Aktuatoren
an dem Träger in einem Winkel zu einer Linie durch wenigstens
zwei Lagerpunkte von Aktuatoren an dem Endeffektor. Der
Winkel kann in einem Bereich zwischen 30° und 60° liegen. Von
dieser Grundstellung aus kann der Endeffektor in einem weiten
Winkelbereich verschwenkt werden, vorzugsweise um bis zu 90°.
Größere Winkel sind möglich, werden in der Praxis jedoch nur
selten benötigt.
Im wesentlichen befindet sich der Endeffektor unterhalb des
Trägers und der Aktuatoren, wobei er hauptsächlich nach unten
und seitwärts in Verlaufsrichtung der Bewegungsfläche arbei
tet. Vorzugsweise sind an einer Seite des Trägers Führungs
mittel zur Führung des Endeffektors vorgesehen, der haupt
sächlich zu der anderen Seite hin bewegbar ist bzw. arbeitet.
Bevorzugt ist der Endeffektor über eine Führungsschwinge und
wenigstens drei Aktuatoren an dem Träger angeschlagen.
Mindestens zwei Aktuatoren können eine gemeinsame Schwenkach
se an dem Träger aufweisen, ebenso wenigstens zwei Aktuatoren
eine gemeinsame Achse am Endeffektor. Falls nicht eine
Doppelansteuerung erwünscht ist, muß darauf geachtet werden,
daß nicht zwei Aktuatoren jeweils gemeinsame Achsen haben.
Insgesamt sollen bei linearen Aktuatoren sowohl am Träger als
auch am Endeffektor wenigstens zwei Achsen vorhanden sein,
von denen jeweils eine doppelt belegt sein kann. Dadurch
vereinfacht sich die "Mathematik der Steuerung" erheblich.
Die Bewegungseinrichtung kann eine Lageerfassungseinrichtung
für den Endeffektor aufweisen, wobei Erfassungsmittel bevor
zugt an den Aktuatoren angebracht sind. Dies können Weg-
Erfassungs-Sensoren an den Aktuatoren selber, beispielsweise
zwischen Zylinder und Kolbenstange bei Teleskopantrieben,
sein. Alternativ sind Drehwinkelgeber an den Lagerpunkten
möglich. Linearantriebe für Vorschubantriebe haben derartige
Erfassungsmittel vorteilhaft meist integriert.
Zur Handhabung der komplexen Bewegungsabläufe des Endeffek
tors ist eine Steuerung vorteilhaft, die eine Verarbeitungs
einheit zur Erzeugung von Steuersignalen aus Signalen der
Lageerfassungseinrichtung für die Aktuatoren und/oder die
weiteren Antriebe aufweist. Das bedeutet, daß die Steuerung
beispielsweise im Fall von Teleskopantrieben jederzeit die
Ausfahrlänge der einzelnen Antriebe kennt und daraus durch
Winkeltransformation die exakte Position des Endeffektors
berechnen kann. Derartige Transformationen sowie weitere
Daten können von der Steuerung in einem Speicher für bewe
gungseinrichtungsspezifische Daten abgespeichert sowie
jederzeit aufgerufen werden. Zu beachten ist, daß durch die
wenigstens drei gekoppelten Aktuatoren und/oder Antriebe ein
statisch überbestimmtes System vorliegt, so daß jederzeit
alle Aktuatoren bzw. Antriebe für eine Bewegung angesteuert
werden. Geeignet sind z. B. mikroprozessor-basierte Steuerun
gen mit hoher Rechenleistung.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu
mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh
rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht
sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun
gen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie
Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten
Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele,
z. T. schematisch, dargestellt und werden im folgenden näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Hybrid
kinematik mit drei Teleskopantrieben und
einer seitlichen Führungsschwinge, die einen
Endeffektor tragen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kinematik
mit drei Vorschubantrieben sowie einer seit
lichen Führungsschwinge,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Bewegungseinrichtung mit drei Teleskopantrie
ben und einer Führungsschwinge und
Fig. 4 eine Schrägansicht einer Variation von Fig. 3
mit einem geschlossenen Gestell.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Bewe
gungseinrichtung 11. An zwei ortsfesten Lagerungen 12 sind
ein bzw. zwei Aktuatoren 13 schwenkbar mittels Drehlager 14
gelagert, und mittels weiterer Drehlager 14 mit einem Endef
fektor 15 verbunden. Die Aktuatoren 13 sind als Teleskopan
triebe ausgeführt, wobei die Zylinder 17 an den ortsfesten
Lagerungen 12 gelagert sind und mit Teleskopkolben 18 mit dem
Endeffektor 15 verbunden sind.
An der linken ortsfesten Lagerung 12 ist an dem Drehlager 14
eine Führungsschwinge 20 gelagert, die mittels eines weiteren
Drehlagers 14 mit dem Endeffektor 15 verbunden ist. Die
Führungsschwinge 20 besteht aus einer an der Lagerung 12
gelagerten Schwinge 21 sowie einer über ein Gelenk 23 damit
verbundenen Koppel 22. Die Führungsschwinge 20 ist, wie auch
in Fig. 4 dargestellt, derart ausgeführt, daß sie möglichst
verwindungssteif sowie zur Bewegung lediglich in einer
Bewegungsebene ausgebildet ist, die parallel zur Zeichenebene
verläuft. Dies kann durch eine breite Schwinge 21 sowie
Koppel 22 mit einer erheblichen Ausdehnung senkrecht zur
Bewegungsebene erzielt werden.
Zur Vereinfachung des Aufbaus können Drehlager 14 zusammenge
faßt werden, so wie beispielsweise die Führungsschwinge 20
mit dem linken Aktuator 13 und die beiden Zylinder 17 der
rechten Aktuatoren 13 jeweils an gemeinsamen Drehlagern 14
gelagert sind.
Die Fig. 2 zeigt eine alternative Bewegungseinrichtung 11,
bei der als Aktuatoren anstelle von Teleskopantrieben gem.
Fig. 1 Vorschubantriebe 25 zum Einsatz kommen. Diese Vor
schubantriebe 25 bestehen aus einem Linearantrieb 26, der
ortsfest gelagert ist, und einem daran verschiebbar ange
brachten Drehlager 14. Es ist möglich, das Drehlager 14 an
einer Längsführung zu führen und mit beliebigen Antrieben,
beispielsweise Zahnstangen, Riemenantrieben o. dgl. zu
bewegen. An dem Drehlager 14 ist eine Schubstange 27 ange
bracht, die mit einem weiteren Drehlager 14 an dem Endeffek
tor 15 verbunden ist. Der Unterschied solcher Vorschubantrie
be 25 im Vergleich zu den Teleskopantrieben gem. Fig. 1 liegt
vor allem darin, daß sie mechanisch robuster ausgeführt
werden können und auf bewährte Komponenten der Linearan
triebstechnik zurückgreifen können.
Entsprechend Fig. 1 ist eine Führungsschwinge 20 zur Führung
des Endeffektors 15 bei einer Bewegung in der vorgegebenen
Bewegungsfläche vorgesehen.
Die Fig. 3 zeigt eine Bewegungseinrichtung 11 ähnlich Fig. 1
mit einem Träger 29 samt Gestell 30. Vorgesehen sind drei
Teleskopantriebe mit Zylindern 17 und Teleskopkolben 18 sowie
eine Führungsschwinge 20, die an Drehlagern 14 an dem Träger
29 und an dem Endeffektor 15 gelagert sind. Der linke Aktua
tor 13 weist dieselben Drehachsen wie die Führungsschwinge 20
auf. In etwa parallel zu diesem Aktuator verläuft der rechte
Aktuator 13, während der mittlere am Träger 29 dieselbe
Drehachse wie der linke Aktuator aufweist. Auf diese Weise
läßt sich die Anzahl der Drehachsen und somit der mechanische
Aufwand reduzieren. Hier ist zu erkennen, daß die Drehlager
14 nicht am äußeren Ende der Zylinder 17 vorgesehen sind,
sondern in etwa in der Mitte bzw. weiter hin zu den Teleskop
kolben 18. Damit kann zumindest ein Teil ihres eigenen
Gewichts ausbalanciert bzw. neutralisiert werden, so daß
hierfür keine Haltekräfte erforderlich sind.
Während die Führungsschwinge 20 nach Art einer Gabel den
linken Teleskopantrieb sowie den Endeffektor 15 einschließt,
sind die Teleskopantriebe zueinander in die Zeichenebene
hinein versetzt. So schränken sie ihre eigene Bewegungsfähig
keit nicht ein.
An der Unterseite des Endeffektors 15 ist eine Verschiebeein
richtung 32 vorgesehen, die wiederum eine Greifvorrichtung 33
trägt. Mittels der Verschiebeeinrichtung 32 ist die Greifvor
richtung 33 im dargestellten Beispiel in einer Richtung
senkrecht zu der Zeichen- bzw. Bewegungsebene verschiebbar.
Somit wird eine völlig freie Bewegbarkeit der Greifvorrich
tung 33 erzielt. Im dargestellten Beispiel sind an der
Greifvorrichtung 33 Sauger 34 vorgesehen, die eine dünne
Leiterplatte erfassen und von einem Transportband 36 abheben
können. Diese Leiterplatte 35 soll mit der Bewegungseinrich
tung 11 weiter transportiert werden, evtl. in eine bestimmte
Position und/oder zu einer bestimmten Stelle. Ein Anwen
dungsbeispiel ist das Magazinieren von solchen Leiterplatten
30 in verschiedene Arten von Kassetten mit unterschiedlichen
Winkelstellungen.
Strichpunktiert sind beispielhaft verschiedene Stellungen des
Endeffektors 15 dargestellt, die erreicht werden können. Bei
einer davon ist der Endeffektor 15 neben einer Bewegung
seitlich nach rechts und nach oben um ca. 80° verschwenkt
worden, bei der mittleren Stellung sind es in etwa 90°. In
der ganz rechten Stellung ist lediglich eine Art Parallelver
schiebung erfolgt. Eine Bewegung des Endeffektors setzt sich
somit aus translatorischen und rotatorischen Komponenten
zusammen.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Bewegungsein
richtung 11 von unten ähnlich Fig. 3, allerdings mit einem
Träger 29 an einer Art geschlossenem Gestell 30. Die prinzi
pielle Anordnung der Drehachsen bzw. Drehlager 14 entspricht
in etwa der Fig. 3. Deutlich ist zu erkennen, daß die
Schwinge 21 und die Koppel 22 der Führungsschwinge 20 eine
erhebliche Breite aufweisen, um ein sicheres und genaues
Führen in der vorgegebenen Bewegungsebene zu gewährleisten.
Die Schwinge 21 übergreift den Zylinder 17 des linken Teles
kopantriebes, während die Koppel 22 den Endeffektor 15 über
greift. Der mittlere Teleskopantrieb ist weiter in die
Zeichenebene hinein versetzt als der rechte Teleskopantrieb,
und sein Teleskopkolben 18 ebenso im Vergleich zum Teleskop
kolben 18 des linken Teleskopantriebes. Es ist vorteilhaft,
die Lagerpunkte der Teleskopantriebe an dem Endeffektor 15 so
zu bestimmen, daß bei gleichmäßiger Belastung des Endeffek
tors 15 dieser schon durch sein Gewicht an den drei Teles
kopantrieben in etwa innerhalb der vorgegebenen Bewegungs
fläche geführt wird.
In der folgenden Funktionsbeschreibung soll von einer Bewe
gungseinrichtung ausgegangen werden, bei der eine Führungs
einrichtung vorgesehen ist, die für ein genaues Einhalten der
Bewegungsebene sorgt. Dies kann durch eine oder mehrere der
dargestellten Führungsschwingen 20 erfolgen, ebenso durch
senkrecht zur Zeichenebene versetzte Paare von linear arbei
tenden Aktuatoren, oder Drehlager 14, die in Verbindung mit
den Aktuatoren derart verwindungssteif und präzise gefertigt
sind, daß der Endeffektor 15 lediglich in der vorgegebenen
Bewegungsebene bewegbar ist. Im folgenden wird eine solche
Führung vorausgesetzt und nicht weiter derart eingegangen.
Durch die drei unabhängigen Antriebe der ebenen Getriebeme
chanik erhält man ein statisch überbestimmtes System. Soll
eine Bewegung erfolgen, müssen alle Aktuatoren bzw. Antriebe
betätigt werden, bei insgesamt drei Aktuatoren bzw. Antrieben
darf keiner leerlaufen. Das Funktionsprinzip kann so be
schrieben werden, daß zwei Aktuatoren bzw. Antriebe die
Position des Endeffektors innerhalb der Bewegungsebene
festlegen, während ein weiterer die Lage bzw. Winkelstellung
bedingt. In der Darstellung der Fig. 3 wird dies dadurch
veranschaulicht, daß der linke und der mittlere Aktuator 13
das linke Drehlager 14, an dem beide angreifen, im Zusammen
spiel beliebig positionieren können. Über den rechten dritten
Aktuator, der an dem rechten Drehlager 14 des Endeffektors 15
angreift, kann die Winkelstellung des Endeffektors durch
Verschwenken eingestellt werden.
Es ist möglich, zwei linear arbeitende Aktuatoren und einen
Drehantrieb einzusetzen. In dem Beispiel der Fig. 3 könnte
der rechte Teleskopantrieb gegen einen Drehantrieb ausge
tauscht werden. Der Drehantrieb könnte entweder in einem der
drei übrigen Drehlager 14 zwischen einem der Teleskopantriebe
und dem Träger 29, dem Endeffektor 15 oder der Führungs
schwinge 20 wirken. Eine weitere Möglichkeit wäre im Bereich
des Gelenks 23 zwischen Schwinge 21 und Koppel 22. Dieser
Drehantrieb würde bei Weglassen des linken Aktuators die
Aufgabe des Positionierens des linken Drehlagers 14 des
Endeffektors 15 übernehmen.
Claims (15)
1. Bewegungseinrichtung (11) zur Bewegung eines Endeffek
tors (15), insbesondere für die Handhabung von Substra
ten (35) in der Elektronikindustrie, die einen Träger
(29) aufweist, an dem der Endeffektor angeschlagen ist,
mit wenigstens zwei linear arbeitenden Aktuatoren (13,
25), die um unterschiedliche Achsen (14) an dem Träger
schwenkbar gelagert sind und an unterschiedlichen
Punkten (14) mit dem Endeffektor gelenkig verbunden
sind, mit einem weiteren Antrieb zur Bewegung des
Endeffektors und mit Führungsmitteln (20) zur zwangs
läufigen Bewegung des Endeffektors in einer vorgegebenen
Bewegungsfläche.
2. Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der weitere Antrieb ein dritter linear
arbeitender Aktuator (13, 25) ist, der um eine Achse
(14) an dem Träger schwenkbar gelagert ist und mit dem
Endeffektor (15) gelenkig verbunden ist.
3. Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der weitere Antrieb ein Drehantrieb ist,
der an einem Aktuator (13, 25) angreift, wobei er
vorzugsweise zwischen dem Aktuator und dem Endeffektor
(15) angebracht ist zur Verdrehung des Endeffektors
gegenüber dem Aktuator.
4. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren
Vorschubantriebe (25) mit einem Linearantrieb (26) und
einer damit gelenkig verbundenen Schubstange (27)
aufweisen, insbesondere einen richtungsfesten Linearan
trieb, wobei vorzugsweise der Linearantrieb an dem
Träger (29) befestigt ist.
5. Bewegungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (13) Teles
kopantriebe sind, vorzugsweise hydraulisch oder pneuma
tisch, wobei insbesondere die Zylinder (17) an dem
Träger gelagert sind.
6. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs
mittel (20) eine Gelenkkette aufweisen, die mit dem
Träger (29) und dem Endeffektor (15) gelenkig verbunden
und nur in der vorgegebenen Bewegungsfläche bewegbar
ist, wobei die Gelenkkette vorzugsweise aus einer an dem
Träger gelagerten Schwinge (21) und einer damit über ein
Gelenk (23) verbundenen und an dem Endeffektor gelager
ten Koppel (22) besteht.
7. Bewegungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gelenkkette (20) Gelenkglieder (21,
22) und/oder Gelenke (21, 14) aufweist mit einer im
Vergleich zu ihrer Länge erheblichen Breite bzw. Ausdeh
nung senkrecht zur Bewegungsfläche, wobei vorzugsweise
die Gelenke jeweils zwei Gelenkzapfenhalterungen auf
weisen, die voneinander beabstandet sind.
8. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene
Bewegungsfläche eine Bewegungsebene ist, wobei vorzugs
weise die Führungsmittel (20) Gelenkachsen (14, 23)
aufweisen, die senkrecht zu der Bewegungsebene verlau
fen.
9. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch Bewegungsmittel (32) zur
Bewegung von an dem Endeffektor (15) angebrachten
Vorrichtungen (33) mit einer im wesentlichen senkrecht
zur Bewegungsfläche verlaufenden Bewegungsrichtung,
wobei die Bewegungsmittel vorzugsweise an dem Endeffek
tor vorgesehen sind.
10. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endeffektor
(15) eine Greifvorrichtung (33) für Gegenstände trägt,
insbesondere für Leiterplatten (35), die vorzugsweise in
ein Magazin einbringbar sind, wobei er insbesondere eine
Saugvorrichtung (35) zum Erfassen der Gegenstände durch
Unterdruck aufweist.
11. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Grundstel
lung des Endeffektors (15) eine Linie durch wenigstens
zwei Lagerpunkte (14) der Aktuatoren (13, 25) an dem
Träger (29) in einem Winkel zu einer Linie durch wenig
stens zwei Lagerpunkte (14) an dem Endeffektor verläuft,
insbesondere einem Winkel von etwa 30° bis 60°, wobei
der Endeffektor vorzugsweise von dieser Grundstellung
aus um bis zu 90° verschwenkbar ist.
12. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der End
effektor (15) im wesentlichen unterhalb des Trägers (29)
und der Aktuatoren (13, 25) befindet und im wesentlichen
nach unten und seitwärts arbeitet, wobei insbesondere an
einer Seite des Trägers Führungsmittel (20) vorgesehen
sind und der Endeffektor im wesentlichen zu der anderen
Seite hin bewegbar ist.
13. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endeffektor
(15) über eine Führungsschwinge (20) und drei linear
arbeitende Aktuatoren (13, 25) mit dem Träger (29)
verbunden ist, wobei zwei Aktuatoren eine gemeinsame
Schwenkachse (14) an dem Träger aufweisen und/oder genau
einer dieser Aktuatoren eine gemeinsame Schwenkachse
(14) mit dem dritten Aktuator an dem Endeffektor auf
weist.
14. Bewegungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch eine Lageerfassungsein
richtung für den Endeffektor (15), vorzugsweise mit
Erfassungsmitteln an den Aktuatoren (13, 25), insbeson
dere Weg-Erfassungs-Sensoren an den Aktuatoren und/oder
Drehwinkelgebern an den Lagerpunkten (14).
15. Bewegungseinrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet
durch eine Steuerung, die eine Verarbeitungseinheit für
Steuersignale aus Signalen der Lageerfassungseinrich
tung an die Aktuatoren (15) und/oder die weiteren
Antriebe aufweist sowie einen Speicher, in dem bewe
gungseinrichtungsspezifische Daten abspeicherbar sind.
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- 1999-10-13 AT AT99120366T patent/ATE278515T1/de not_active IP Right Cessation
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