DE19913615A1 - Automation arm - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Automatisierungsarm, wie er beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, die etwa in einer Fertigungslinie aufgestellt sind, entweder zum Versorgen mit Werkstücken und/oder zum Versorgen mit Werkzeugen vorhanden sind.The invention relates to an automation arm, such as in Machine tools that are installed in a production line, for example for supplying workpieces and / or for supplying tools available.
Derartige Werkzeugmaschinen, beispielsweise Drehmaschinen, Fräsmaschinen etc., weisen in der Regel einen von oben und/oder von der Vorderseite her zugänglichen Arbeitsraum auf, in dem das Werkstück während der Bearbeitung aufgespannt gehalten wird. An diese Bearbeitungsposition muß der Automatisie rungsarm das Werkstück anliefern bzw. von dieser entnehmen können. Falls der Automatisierungsarm der Bestückung der Bearbeitungseinheit mit Werkzeugen dient, so befinden sich diese ebenfalls innerhalb des Arbeitsraumes, und die Werkzeugpositionen müssen vom Automatisierungsarm erreichbar sein.Such machine tools, for example lathes, milling machines etc., usually have one from above and / or from the front accessible work space in which the workpiece can be machined is held open. The automation must be at this processing position can deliver or remove the workpiece with little effort. If the Automation arm for equipping the processing unit with tools serves, so these are also within the workspace, and the Tool positions must be accessible from the automation arm.
Da während der Bearbeitung der Arbeitsraum durch Schutzabdeckungen ver schlossen wird, um die Umgebung vor Emissionen oder Materialpartikeln, die bei der Bearbeitung entstehen, zu schützen, muß der Automatisierungsarm entweder während der Bearbeitung im Arbeitsraum verbleiben oder bei jedem neuen Belade-/Entladevorgang erneut in den Arbeitsraum hineingreifen, so daß dann zur Minimierung von Totzeiten auch die Zugriffsgeschwindigkeit des Automati sierungsarms von großer Bedeutung ist, neben der exakten Reproduzierbarkeit der Bewegungen.Since the working area is protected by protective covers during processing is closed to the environment from emissions or material particles that contribute to to protect the machining, the automation arm must either remain in the work area during processing or with each new one Reach the loading / unloading process into the work area again, so that the Minimization of dead times also the access speed of the automat arm is of great importance, in addition to the exact reproducibility of movements.
Ein solcher Automatisierungsarm ist daher - im zweiten Fall - in der Regel hinter bzw. oberhalb des Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine angeordnet, und verfügt über einen oder mehrere, dann meist zueinander im Winkel stehende oder relativ zueinander verschwenkbare, Armteile. Wenigstens einer der Armteile, meist der vertikale Armteil, ist dabei in der Regel teleskopierbar, also in Längsrichtung des Armteiles verlängerbar, und zusätzlich ist häufig der gesamte Automatisierungsarm oder ein Teil hiervon um eine z. B. vertikale Achse verschwenkbar, um das aus dem Bearbeitungsraum entnommene Teil auf einem hinter oder neben der Werkzeugmaschine angeordneten Förderelement ablegen zu können.Such an automation arm is therefore - in the second case - usually behind or arranged above the working space of the machine tool, and has one or more, then usually at an angle to each other or arm parts pivotable relative to each other. At least one of the arm parts, usually the vertical arm part, is usually telescopic, so in Longitudinal direction of the arm part extendable, and in addition, the entire is often Automation arm or part of it by a z. B. vertical axis pivotable around the part removed from the processing space on a Place the conveyor element behind or next to the machine tool to be able to.
Dabei besteht das Problem darin, daß der für die Bewegungen des Automati sierungsarms auch außerhalb des Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine zur Verfügung stehende Raum nach oben und auch zur Seite hin beschränkt ist durch andere dort vorhandene Einrichtungen wie Deckenförderer, Schaltschränke, ergänzende Fördereinrichtungen etc.The problem is that the for the movements of the automati sierungsarms also outside of the working area of the machine tool Available space is limited to the top and also to the side other facilities available there, such as ceiling conveyors, control cabinets, additional funding institutions etc.
Aus diesem Grund können häufig Automatisierungsarme, die als Gelenkarme ausgebildet sind, deren einzelne Armteile nicht teleskopierbar sind, nicht eingesetzt werden, da solche Gelenkarme im eingezogenen Zustand weit nach hinten bzw. oben abstehen.For this reason, automation arms can often be called articulated arms are trained, the individual arm parts are not telescopic, not can be used because such articulated arms are far behind when retracted stick out at the back or top.
Bei Automatisierungsarmen, bei denen ein oder auch mehrere der Armteile in Längsrichtung teleskopierbar sind, besteht ebenfalls das Problem, daß bei einer Ausfahrbarkeit des beweglichen Teiles um mehr als die Länge des demgegenüber festen Basisteiles das ausfahrbare Teil (Teleskopteil) im zurückgezogenen Zustand nach hinten weit über das Basisteil vorsteht. Dies ist bei der häufigsten Lösung, nämlich einem vertikal teleskopierbaren Armteil, der an einem festen horizontalen Träger, der durch den Arbeitsarm hindurch verläuft, horizontal verfahren wird, ebenfalls ein Nachteil neben der Verschmutzung des Trägers.For automation arms in which one or more of the arm parts in Are telescopic in the longitudinal direction, there is also the problem that with a Extendibility of the moving part by more than the length of the opposite fixed base part the extendable part (telescopic part) in the retracted Condition protrudes far beyond the base part. This is the most common Solution, namely a vertically telescopic arm part that is attached to a fixed horizontal beam that runs through the working arm, horizontal is also a disadvantage in addition to the contamination of the carrier.
Aus diesem Grund können zum Bewegen des ausfahrbaren Teiles auch keine nochmals die Länge dieses ausfahrbaren Teiles vergrößernden Antriebselemente wie etwa auf das ausfahrbare Teil einwirkende Gewindespindeln etc. eingesetzt werden, sondern es muß auf zum Teil weniger exakt steuerbare Antriebselemente (Pneumatik z. T. mit Endanschlägen) ausgewichen werden.For this reason, none can be used to move the extendable part again the length of this extendable part increasing drive elements such as threaded spindles etc. acting on the extendable part be, but it must be in some cases less precisely controllable drive elements (Pneumatics partly with end stops).
Es ist daher die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung, einen Automatisie rungsarm sowie ein Verfahren zu seiner Längenveränderung zu schaffen, welches trotz einfacher und kostengünstiger Herstellung einen Automatisierungsarm mit geringem Raumbedarf, schneller und zielgenau steuerbarer Ausfahrbarkeit und dennoch niedrigen Herstellungs- und Wartungskosten ermöglicht.It is therefore the task according to the present invention to automate low-effort as well as a process for changing its length, which despite an easy and inexpensive manufacture with an automation arm low space requirement, faster and precisely controllable extendability and low manufacturing and maintenance costs.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claims 1 and 10 solved. Advantageous embodiments result from the subordinate sayings.
Durch die Anordnung eines mechanischen, übersetzenden und nicht unter setzenden, Getriebes zwischen den beiden relativ zueinander teleskopierbaren Teilen, dem Basisteil und dem Teleskopteil eines Armteiles, ist es möglich, bei begrenzter Baulänge des Teleskopteiles und damit des gesamten Armteils in dessen Ruhezustand dessen Ausfahrlänge zu vergrößern und insbesondere dessen Ausfahrgeschwindigkeit zu erhöhen durch Antrieb des Zwischengetriebes anstelle des Teleskopteils.By arranging a mechanical, translating and not under setting, gear between the two telescopic relative to each other Parts, the base part and the telescopic part of an arm part, it is possible to limited overall length of the telescopic part and thus the entire arm part in whose idle state to increase its extension length and in particular increase its extension speed by driving the intermediate gear instead of the telescopic part.
Dieses mechanische Getriebe kann ein Zwischenteil sein, das sich beim Teleskopieren des Armteiles relativ sowohl gegenüber dem Basisteil als auch gegenüber dem Teleskopierteil verschiebt, beispielsweise ein Wälzkörperträger mit einem oder mehreren darin gelagerten Wälzkörpern sein. Durch Antrieb dieses mechanischen Getriebes, insbesondere des Zwischenteiles bzw. des Wälzkörperträgers, müssen von dem Antriebselement, beispielsweise einer motorisch angetriebenen Gewindespindel, wesentlich geringere Wegdifferenzen überwunden werden als die durch das Teleskopteil zu überbrückenden Wegstrecken.This mechanical transmission can be an intermediate part, which is in the Telescoping the arm part relative to both the base part and moves relative to the telescopic part, for example a rolling element carrier with one or more rolling elements mounted therein. By drive this mechanical transmission, in particular the intermediate part or the Rolling element carrier, must be from the drive element, for example one motor-driven threaded spindle, significantly smaller path differences be overcome than those to be bridged by the telescopic part Stretching.
Dabei steht das mechanische Getriebe sowohl mit dem Basisteil als auch gleich zeitig mit dem Teleskopteil in Wirkverbindung, beispielsweise indem der Wälz körperträger, also das Zwischenteil, ein Wälzkörperkäfig mit mehreren im Wälz körperträger gelagerten Wälzkörpern ist, die gleichzeitig auf ihrer einen Seite auf dem Basisteil und auf ihrer gegenüberliegenden Seite auf dem Teleskopteil abrollen, und dabei insbesondere schlupffrei in Kontakt mit Basisteil bzw. Teleskopteil gehalten werden.The mechanical gearbox is the same as the base part in active connection with the telescopic part, for example by the roller Body support, i.e. the intermediate part, a rolling element cage with several in the rolling element Body-mounted rolling elements is on one side at the same time the base part and on its opposite side on the telescopic part unroll, and in particular slip-free in contact with the base part or Telescopic part are held.
Dadurch ergibt sich eine Übersetzung von 2 : 1 dergestalt, daß durch Längs bewegung dieses Wälzkörperkäfigs um eine Längeneinheit das Teleskopteil gegenüber dem Basisteil um zwei Längeneinheiten vorwärtsbewegt wird. Dadurch ist es insbesondere auch möglich, das Teleskopteil soweit in Längsrichtung relativ zum Basisteil zu verlagern, daß sich diese beiden Teile nicht mehr direkt gegen seitig überlappen, sondern nur noch jeweils eine Überlappung zum Zwischenteil, also etwa zu dem dazwischen angeordneten Wälzkörperkäfig gegeben ist. Hierzu sollen bevorzugt die Wälzkörper miteinander wirkverbunden sein, da ansonsten der Übersetzungseffekt verlorengeht. Dies vermeidet im zurückgezogenen Aus gangszustand des Teleskopteiles große Überstände nach hinten und damit einen großen Raumbedarf eines solchen teleskopierbaren Armteiles eines Automatisie rungsarmes.This results in a ratio of 2: 1 such that by longitudinal Movement of this rolling element cage by a unit of length the telescopic part is moved forward by two units of length relative to the base part. Thereby it is in particular also possible to extend the telescopic part relatively in the longitudinal direction to relocate to the base part, that these two parts are no longer directly against each other overlap on the side, but only one overlap to the intermediate part, that is, for example, to the roller cage arranged in between. For this The rolling elements should preferably be operatively connected to each other, otherwise the translation effect is lost. This avoids when withdrawn current state of the telescopic part large protrusions to the rear and thus one large space requirement of such a telescopic arm part of an automation system low-effort.
Selbstverständlich können mehrere im Winkel zueinander und insbesondere auch gelenkig zueinander angeordnete Armteile jeweils auf diese Art und Weise teles kopierbar gestaltet sein, und zwar nicht nur wie bisher beschrieben einstufig, sondern auch mehrstufig, also mit jeweils mehreren relativ zueinander längs verschiebbaren Basisteilen und Teleskopteilen und dazwischen angeordneten mechanischen Getrieben bzw. Zwischenteilen, insbesondere in Form eines Wälzkörperträgers, wobei bei mehrstufiger Teleskopierbarkeit das Teleskopteil der ersten Stufe gleichzeitig das Basisteil der zweiten Stufe usw. bilden kann.Of course, several can be at an angle to each other and in particular also articulated arm parts each teles in this way be designed to be copiable, and not just one-step as previously described, but also in several stages, i.e. with several along each other sliding base parts and telescopic parts and arranged in between mechanical gears or intermediate parts, especially in the form of a Rolling element carrier, with the telescopic part of the multi-stage telescoping first stage can simultaneously form the base part of the second stage, etc.
Das gleiche Übersetzungsverhältnis wird durch Verwendung eines Umlenkkopfes als Zwischenteil anstelle des Wälzkörperkäfigs als Wälzkörperträger erreicht, indem über diesen Umlenkkopf, der an seiner Spitze entweder eine Umlenkrolle oder auch nur eine Gleitfläche als Wälzkörper trägt, ein Zugelement umgelenkt wird, welches einerseits am Basisteil und andererseits am Teleskopteil befestigt ist. Bei dem Zugelement kann es sich entweder um ein endliches Zugelement handeln, dessen Enden wie vorbeschrieben befestigt sind, oder auch um ein endloses, um zwei oder mehr Umlenkpunkte, die sich am Zwischenteil befinden, geführtes Zugelement.The same gear ratio is achieved by using a diverter head achieved as an intermediate part instead of the rolling element cage as a rolling element carrier, by using this deflection head, which has either a deflection roller at its tip or even carries only one sliding surface as a rolling element, deflects a tension element which is attached on the one hand to the base part and on the other hand to the telescopic part is. The tension element can either be a finite tension element act, the ends of which are attached as described above, or a endless, around two or more deflection points, which are located on the intermediate part, guided tension element.
Dabei ist es auch unerheblich, ob zwischen Basisteil und Zwischenteil bzw. zwischen Zwischenteil und Teleskopteil Gleitführungsbahnen oder Rollführungs bahnen zwecks Relativverschiebung angeordnet sind, also Gleitreibung oder Rollreibung herrscht.It is also irrelevant whether the base part and intermediate part or between intermediate part and telescopic part slideways or roller guides tracks are arranged for the purpose of relative displacement, i.e. sliding friction or Roll friction prevails.
Im Fall von endlichen Zugelementen dürfen sich die vom Umlenkkopf abstre benden freien Enden des Zugelementes dabei jedoch nicht in der gleichen, diametral einander gegenüberliegenden, Richtung vom Umlenkkopf weger strecken, sondern vorzugsweise in zwei solche Richtungen, deren Zwischen winkel möglichst klein ist. In the case of finite tension elements, they can stray from the deflection head but free ends of the tension element are not in the same, diametrically opposite, direction away from the deflection head stretch, but preferably in two such directions, the intermediate angle is as small as possible.
Auch dabei wird durch Vorwärtsschieben des Umlenkkopfes gegenüber dem Basisteil um eine Längeneinheit das Teleskopteil bezüglich des Basisteiles um zwei Längeneinheiten verschoben.Again, by pushing the deflection head against the Base part by a unit of length around the telescopic part with respect to the base part shifted two units of length.
Dabei ist es in beiden konkret beschriebenen Lösungen unerheblich, ob die den Wälzkörperträger, also Wälzkörperkäfig oder Umlenkkopf, bewegende Antriebs quelle gegenüber dem Basisteil oder gegenüber dem Teleskopteil fixiert ist.It is irrelevant in both specifically described solutions whether the Rolling element carrier, i.e. rolling element cage or deflection head, moving drive source is fixed relative to the base part or against the telescopic part.
Bei einem endlosen, um die Umlenkpunkte am Zwischenteil herumgelegten, Zug element kann sich der Antrieb entweder an dem Zwischenteil befinden, und das Zugelement, insbesondere direkt, antreiben, etwa einen Zahnriemen mittels eines Ritzels, oder der Motor kann auf dem Basisteil oder dem Teleskopteil angeordnet sein, und eine Verschiebung des Zwischenteiles relativ zu dem den Motor tragenden Teil, also dem Basisteil oder dem Teleskopteil, bewirken. Im erstgenannten Fall ist die Schlupffreiheit des Antriebes Voraussetzung für das Einhalten eines konstanten Übersetzungsverhältnisses.With an endless train, wrapped around the deflection points on the intermediate part element, the drive can either be on the intermediate part, and that Drive tension element, in particular directly, such as a toothed belt by means of a Ritzels, or the motor can be arranged on the base part or the telescopic part be, and a displacement of the intermediate part relative to that of the motor load-bearing part, i.e. the base part or the telescopic part. in the In the former case, the drive must be free from slippage Maintaining a constant gear ratio.
Bei einer zweistufigen Teleskopierbarkeit, bei der das Teleskopteil der ersten Stufe gleichzeitig Basisteil der zweiten Teleskopstufe ist, empfiehlt es sich, die Antriebsquelle, also beispielsweise einen Elektromotor, auf dem Teleskopteil der ersten Teleskopstufe anzuordnen, und von dort aus, z. B. mittels zweier Gewinde spindeln, insbesondere diametral abstrebende Gewindespindeln, die insbeson dere mit zueinander gegenläufigen Gewinden ausgestattet sind, die beiden zu diesem Teleskopteil nächstliegenden Wälzkörperträger anzutreiben.With a two-stage telescopability, in which the telescopic part is the first Level is also the base part of the second telescopic level, it is recommended that Drive source, for example an electric motor, on the telescopic part of the Arrange first telescopic stage, and from there, for. B. by means of two threads spindles, in particular diametrically striving threaded spindles, in particular which are equipped with threads running in opposite directions to each other to drive the closest rolling element carrier to this telescopic part.
Im Falle eines Umlenkkopfes mit darum gelegten, insbesondere endlichen, Zug element als Wälzkörperträger muß entweder für die Rückwärtsbewegung ein zweites Zugelement um den Umlenkkopf in Gegenrichtung herumgelegt vorhan den sein, oder es muß eine Federvorspannung in Rückzugsrichtung für das Teleskopteil existieren. In the case of a deflection head with a train, in particular a finite one, around it element as rolling element carrier must either for the backward movement second tension element around the deflection head in the opposite direction be, or there must be a spring preload in the retraction direction for the Telescopic part exist.
Weiterhin muß die Teleskopierbarkeit keineswegs in Richtung einer Geraden erfolgen, sondern es ist ebenso Teleskopierbarkeit in Bogenform, insbesondere in Kreisbogenform, möglich, indem sowohl Basisteil als auch Teleskopteil eine ent sprechende Krümmung aufweisen, und ebenso auch das wirkungsmäßig dazwi schen angeordnete Zwischenteil bzw. Wälzkörperträger. Selbst eine Teleskopier barkeit entlang einer Kurve mit nicht gleichbleibender Krümmung ist möglich, sofern das Teleskopteil und/oder der Wälzkörperträger bzw. Zwischenteil und/ oder das Basisteil eine variable Krümmung aufweisen, beispielsweise indem sie jeweils aus gelenkig miteinander verbundenen Einzelelementen bestehen.Furthermore, the telescopability does not have to be in the direction of a straight line take place, but it is also telescopic in arch form, especially in Circular arc shape, possible by adding a base part as well as a telescopic part have speaking curvature, and also in terms of effectiveness arranged intermediate part or rolling element carrier. Even a telescope availability along a curve with inconsistent curvature is possible, if the telescopic part and / or the rolling element carrier or intermediate part and / or the base part has a variable curvature, for example by each consist of articulated individual elements.
Ebenso ist es denkbar, das die Teleskoprichtung vorgebende Basisteil in seiner Krümmung variabel zu gestalten, indem ein Basisteil aus elastischem, in seiner Krümmung beeinflußbarem, Material, beispielsweise unter Ausnutzung des soge nannten Memory-Effektes bei Metallen und Kunststoffen, oder durch schicht artigen Aufbau und Relativverschiebung der Schichten zueinander, verwendet wird.It is also conceivable that the base part specifying the telescopic direction in its To make the curvature variable by a base part made of elastic, in its Curvature influenceable material, for example using the so-called called memory effect in metals and plastics, or by layer like structure and relative displacement of the layers to each other, used becomes.
Weiterhin ist es möglich, daß die volle Teleskopierung eines ersten Armteiles kurz vor Erreichen seiner Endlage gleichzeitig die Teleskopierung des nachfolgenden, am ersten Armteil im Winkel oder gelenkig hierzu angeordneten, zweiten Armteiles bewirkt und/oder die Verschwenkung dieses zweiten Armteiles gegen über dem ersten Armteil.It is also possible that the full telescoping of a first arm part is short before reaching its end position, the telescoping of the following, on the first arm part at an angle or articulated thereto, the second Arm part causes and / or the pivoting of this second arm part against over the first arm part.
Auch auf diese Art und Weise kann der Raumbedarf für den Automatisierungsarm insgesamt drastisch reduziert werden.In this way, too, the space required for the automation arm overall be drastically reduced.
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen: An embodiment according to the invention is below with reference to the figures described in more detail by way of example. Show it:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des mechanischen Zwischengetriebes, Fig. 1 is a schematic representation of the mechanical intermediate gear,
Fig. 2a eine erste Ausführungsform in der Seitenansicht, Fig. 2a shows a first embodiment in side view,
Fig. 2b eine erste Querschnittsvariante aus Fig. 2a, FIG. 2b shows a first cross-sectional variant of Fig. 2a,
Fig. 2c eine zweite Ausführungsform in der Seitenansicht, Fig. 2c shows a second embodiment in side view,
Fig. 2d eine dritte Ausführungsform in der Seitenansicht, Fig. 2d shows a third embodiment in side view,
Fig. 2e eine zweite Querschnittsvariante aus Fig. 2a, Fig. 2e is a second cross-sectional variant of Fig. 2a,
Fig. 2f eine vierte Variante im Querschnitt, Fig. 2f a fourth variant, in cross section,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform in der Seitenansicht, Fig. 3 shows a second embodiment in side view,
Fig. 4 eine doppelt teleskopierbare dritte Ausführungsform analog zu Fig. 3, Fig. 4 is a double telescopic third embodiment similar to FIG. 3,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit doppelter Übersetzung in der Seitenansicht, Fig. 5 shows a further embodiment with double gear in a side view;
Fig. 6a einen Automatisierungsarm mit zwei Armteilen, FIG. 6a is a Automatisierungsarm with two arm portions,
Fig. 6b einen weiteren Automatisierungsarm mit zwei Armteilen, Fig. 6b a further Automatisierungsarm with two arm portions,
Fig. 6c den Automatisierungsarm der Fig. 6b mit anderem Antrieb des vertikalen Armteiles, Fig. 6c the Automatisierungsarm Fig. 6b with other drive of the vertical arm part,
Fig. 7 einen Automatisierungsarm mit schräg gestellten Armteilen, Fig. 7 is a Automatisierungsarm with angled arm portions,
Fig. 8 einen Automatisierungsarm mit gekrümmten Armteilen, Fig. 8 is a Automatisierungsarm with curved arm portions,
Fig. 9 einen Automatisierungsarm mit variabler Verlaufsrichtung, Fig. 9 is a Automatisierungsarm variable extension direction,
Fig. 10a eine Werkzeugmaschine mit Automatisierungsarm im Ruhezustand, FIG. 10a is a machine tool having Automatisierungsarm at rest,
Fig. 10b die Werkzeugmaschine mit Automatisierungsarm der Fig. 10a im teleskopierten Zustand, Fig. 10b, the machine tool having Automatisierungsarm Fig. 10a in telescoped state,
Fig. 11 die Werkzeugmaschine der Fig. 10a in der Aufsicht, Fig. 11, the machine tool of FIG. 10a in plan view,
Fig. 12a die Werkzeugmaschine gemäß Fig. 10a in der Seitenansicht, und FIG. 12a, the machine tool according to Fig. 10a in the side view, and
Fig. 12b eine andere Werkzeugmaschine in der Seitenansicht. Fig. 12b another machine tool in side view.
Fig. 1 zeigt in Prinzipdarstellung ein teleskopierbares Armteil mit einem Basisteil 3 und einem demgegenüber in Längsrichtung 10 verschiebbaren Teleskopteil 11. Zwischen beiden befindet sich ein mechanisches Getriebe in Form eines Wälz körpers 9, der gleichzeitig auf der einen Seite am Basisteil 3 und an der gegen überliegenden Seite am Teleskopteil 11 abrollt. Fig. 1 shows in basic representation a telescoping arm having a base part 3 and a contrast can be displaced in longitudinal direction 10 telescopic part 11. Between the two is a mechanical gear in the form of a roller body 9 , which simultaneously rolls on one side on the base part 3 and on the opposite side on the telescopic part 11 .
Durch Bewegen des Mittelpunktes des Wälzkörpers 9, also eines hypothetischen Wälzkörperträgers um eine Strecke x wird eine Bewegung des Teleskopteiles 11 in der gleichen Richtung um die doppelte Weglänge 2x gegenüber dem Basisteil erzielt.By moving the center point of the rolling element 9 , that is, a hypothetical rolling element carrier by a distance x, the telescopic part 11 is moved in the same direction by twice the path length 2 x with respect to the base part.
Anstelle des direkten Abrollens des Wälzkörpers 9 an Basisteil und Teleskopteil kann auch eine Wirkverbindung in Form eines Zugelementes vorhanden sein, wie näher anhand der Fig. 2c ff. beschrieben werden wird. Instead of the rolling of the rolling element 9 directly on the base part and the telescopic part, there can also be an operative connection in the form of a tension element, as will be described in more detail with reference to FIGS. 2c ff.
Die Fig. 2a und 2b zeigen eine erste Ausführungsform basierend auf dem direkten Abrollen. Dabei sind in Längsrichtung 10 beabstandet eine Vielzahl von Wälzkörpern 9 in einem Wälzkörperkäfig 4 als Zwischenteil zusammengefaßt, in dem sie gelagert sind. Wie die Querschnittsdarstellung der Fig. 2b zeigt, kann es sich bei den Wälzkörpern um Rollen handeln, die mit ihren stirnseitigen Enden in Stirnplatten 4a, 4b, welche gemeinsam den Wälzkörperkäfig 4 bilden, gelagert und gehalten sein können. Die stirnseitigen Enden der Wälzkörper 9 können spitz ausgebildet sein, und in entsprechenden Vertiefungen der Stirnplatten 4a, 4b aufgenommen sein, zur Erniedrigung der Gleitreibung dazwischen. FIGS. 2a and 2b show a first embodiment based on the direct rolling. In this case, a plurality of rolling elements 9 are combined in a longitudinal direction 10 in a rolling element cage 4 as an intermediate part, in which they are mounted. As the cross-sectional view of FIG. 2b shows, the rolling elements can be rollers which can be supported and held with their front ends in end plates 4 a, 4 b, which together form the rolling element cage 4 . The front ends of the rolling elements 9 can be pointed, and can be accommodated in corresponding recesses in the end plates 4 a, 4 b, in order to reduce the sliding friction therebetween.
Die Wälzkörper 9 sind in zwei Ebenen mit parallel zueinander liegenden Rota tionsachsen im Käfig 4 aufgenommen. Im Zwischenraum zwischen den zwei Ebenen von Wälzkörpern befindet sich das Basisteil 3, welches beispielsweise fest, also unbeweglich, mit der Werkzeugmaschine verbunden sein kann. Durch eine - im vorliegenden Fall im Querschnitt trapezförmige - Laufrinne entsprechend der Form der Außenkontur der Wälzkörper 9 wird eine Seitenführung zwischen dem Basisteil 3 und den Wälzkörpern 9 und damit auch dem Wälzkörperkäfig erreicht.The rolling elements 9 are received in two planes with mutually parallel axes of rotation in the cage 4 . In the space between the two levels of rolling elements, there is the base part 3 , which, for example, can be connected to the machine tool in a fixed, ie immovable manner. Through a - in the present case trapezoidal cross-section - trough corresponding to the shape of the outer contour of the rolling elements 9 , lateral guidance between the base part 3 and the rolling elements 9 and thus also the rolling element cage is achieved.
Auf ihren Außenseiten laufen beide Ebenen der Wälzkörper 9 in ebenfalls entsprechend geformten Laufrinnen des Teleskopteiles 11, welches gemäß Fig. 2b ein geschlossen kastenförmiges Hohlprofil ist und die Laufrinnen an den zwei einander gegenüberliegenden Innenseiten aufweist. Das Kastenprofil des Tele skopteiles 11 umschließt somit das Basisteil 3 und den Wälzkörperkäfig 4 ein schließlich der Wälzkörper 9. Bei der Bauform des Wälzkörperkäfigs 4 mit zwei separaten Stirnplatten 4a müssen beide gleichzeitig und synchron zueinander angetrieben werden, beispielsweise wie in Fig. 2b dargestellt durch jeweils eine Gewindespindel 14, 14'. Um sowohl den Wälzkörperkäfig 4 einstückig auszubilden als auch die Zugänglichkeit und Montage zu verbessern, ist eine Bauform gemäß Fig. 2c vorteilhaft, bei der sowohl der Wälzkörperkäfig 4 als auch das äußere Teil aus Basisteil 3 und Teleskopteil 11, etwa das Teleskopteil 11, aus einem U-Profil bestehen. Das zentrale Teil, beispielsweise das Basisteil 3, besteht aus einem z. B. Rechteckprofil, insbesondere einem massiven Rechteckprofil.On their outer sides, both levels of the rolling elements 9 run in correspondingly shaped grooves of the telescopic part 11 , which according to FIG. 2b is a closed box-shaped hollow profile and has the grooves on the two mutually opposite inner sides. The box profile of the telescopic part 11 thus encloses the base part 3 and the rolling element cage 4 , finally the rolling element 9 . In the design of the rolling element cage 4 with two separate end plates 4 a, both must be driven simultaneously and synchronously with one another, for example as shown in FIG. 2 b by a threaded spindle 14 , 14 ′ in each case. In order to both form the rolling element cage 4 in one piece and to improve the accessibility and assembly, a design according to FIG. 2c is advantageous in which both the rolling element cage 4 and the outer part composed of the base part 3 and the telescopic part 11 , for example the telescopic part 11 , consist of one U profile exist. The central part, for example the base part 3 , consists of a z. B. rectangular profile, in particular a solid rectangular profile.
Wie die Seitenansicht der Fig. 2a zeigt, wird die Übersetzung beim Antrieb da durch erreicht, daß der Wälzkörperkäfig 4 in Längsrichtung 10 gegenüber dem Basisteil 3 motorisch angetrieben wird, wodurch sich eine doppelt so große Verlagerung des Teleskopteiles 11 relativ zum Basisteil 3 ergibt.As the side view of Fig. 2a shows, the translation is achieved by driving that the rolling element cage 4 is driven in the longitudinal direction 10 relative to the base part 3 , which results in a twice as large displacement of the telescopic part 11 relative to the base part 3 .
Der Antrieb kann mittels einer Gewindespindel 14, die sich ebenfalls in Längs richtung 10 erstreckt und auf den Wälzkörperkäfig 4 einwirkt, über einen Motor M1 erfolgen, der gegenüber dem Basisteil 3 fixiert ist. Eine andere Möglichkeit - wie in der unteren Bildhälfte der Fig. 2a dargestellt - ist ein Scherengestänge, welches einerseits am Wälzkörperkäfig 4 und andererseits an dem antreibenden Motor M3 angeordnet ist, wobei dann der Motor M3 den an ihm befestigten Schwenkarm verschwenkt. In diesem Fall ist seitlicher Freiraum für das eingefahrene, dann seitlich auskragende, Scherengestänge erforderlich.The drive can be done by means of a threaded spindle 14 , which also extends in the longitudinal direction 10 and acts on the rolling element cage 4 , via a motor M1, which is fixed relative to the base part 3 . Another possibility - as shown in the lower half of FIG. 2a - is a scissor linkage which is arranged on the one hand on the rolling element cage 4 and on the other hand on the driving motor M3, the motor M3 then pivoting the swivel arm attached to it. In this case, lateral clearance is required for the retracted, then laterally projecting, scissor linkage.
Unabhängig davon, ob eine der beiden vorgeschriebenen Antriebsarten oder eine weitere Antriebsart für den Wälzkörperkäfig 4 gewählt wird, können die Antriebs quellen, also die Motoren M1 bzw. M3, statt am Basisteil 3 auch am Teleskopteil 11 befestigt sein.Regardless of whether one of the two prescribed drive types or a further drive type is selected for the rolling element cage 4 , the drive sources, that is to say the motors M1 or M3, can also be fastened to the telescopic part 11 instead of to the base part 3 .
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einige oder alle der Wälzkörper 9 direkt mittels eines Motors M2 in Drehung gegenüber dem Wälzkörperkäfig 4 zu ver setzen, und dadurch die Relativbewegung von Basisteil 3, Wälzkörperkäfig 4 und Teleskopteil 11 relativ zueinander zu bewirken, aufgrund der Schlupffreiheit der Wälzkörper 9 gegenüber Basisteil und Teleskopteil.Another possibility is to set some or all of the rolling elements 9 directly in rotation with respect to the rolling element cage 4 by means of a motor M2, and thereby to cause the relative movement of the base part 3 , rolling element cage 4 and telescopic part 11 relative to one another, owing to the freedom from slip of the rolling elements 9 opposite base part and telescopic part.
Wie Fig. 2a zeigt, kann bei ausgefahrenem Armteil das Teleskopteil 11 soweit ausgefahren werden, daß es nicht mehr mit dem Basisteil 3 überlappt, sondern nur noch eine Relativüberlappung des Wälzkörperkäfigs 4 einerseits zum Basisteil 3 und andererseits zum Teleskopteil 4 in Längsrichtung 10 betrachtet gegeben ist. As shown in FIG. 2a, when the arm part is extended, the telescopic part 11 can be extended to the extent that it no longer overlaps with the base part 3 , but only a relative overlap of the rolling element cage 4 on the one hand with the base part 3 and on the other hand with the telescopic part 4 viewed in the longitudinal direction 10 .
In diesem Fall muß dann jedoch eine Wirkverbindung, also drehfeste Verbindung, zwischen zumindest den Wälzkörper 9, die sich auch bei vollständig auseinander gefahrener Position des Armteiles noch im Bereich des Basisteiles 3 befinden, und denjenigen, die sich noch im Bereich des Teleskopteiles 11 befinden, vor zugsweise jedoch über alle Wälzkörper 9, zumindest einer der beiden Ebenen von Wälzkörpern 9, vorhanden sein.In this case, however, there must be an operative connection, that is to say a rotationally fixed connection, between at least the rolling elements 9 , which are still in the region of the base part 3 even when the arm part is in a fully extended position, and those which are still in the region of the telescopic part 11 , before, however, preferably over all rolling elements 9 , at least one of the two levels of rolling elements 9 .
Dies kann eine z. B. Zahnriemenverbindung über einen Zahnriemen 17 sein oder es kann eine Verbindung über Zwischenräder 18 zwischen den einzelnen Wälz körpern 9, beispielsweise in Form von Zwischenzahnrädern, gewählt werden.This can e.g. B. toothed belt connection via a toothed belt 17 or it can be a connection via idler gears 18 between the individual rolling bodies 9 , for example in the form of idler gears, can be selected.
Die Wälzkörper 9, die in diesem Fall auch Kugeln sein können, sind in den frei endenden Schenkeln des U-förmigen Wälzkörperkäfigs 4 unverlierbar gelagert, indem sie über einen Teil des Außenumfanges dort paßgenau aufgenommen sind, und rollen wiederum auf der Außenkontur des zentralen Teiles, z. B. des Basisteiles 3, und der Innenkontur der freien Schenkel des äußeren U-förmigen Teiles, z. B. des Teleskopteiles 11, ab.The rolling elements 9 , which in this case can also be balls, are captively supported in the free-ending legs of the U-shaped rolling element cage 4 by being received there with a precise fit over part of the outer circumference, and in turn roll on the outer contour of the central part, e.g. B. the base part 3 , and the inner contour of the free legs of the outer U-shaped part, for. B. the telescopic part 11 , from.
Fig. 2c und 2d zeigen dagegen eine Antriebsmöglichkeit, bei der anstelle eines Wälzkörperkäfiges 4 nunmehr ein Zwischenteil 4' zwei Umlenkkörper 9' trägt, die im Gegensatz zu den Wälzkörpern 9 nicht mehr auf dem Basisteil 3 bzw. Teleskopteil 11 abrollen. Statt dessen ist um die Umlenkkörper 9' ein Zugelement 7e straff herumgeführt, welches um die Umlenkkörper 9', in der Regel Rollen, herumgezogen werden kann. Das Zugelement 7e ist dabei einerseits gegenüber dem Basisteil 3 und andererseits gegenüber dem Teleskopteil 11 fixiert. Wie in den alternativen Detailzeichnungen in der Mitte zwischen Fig. 2c und 2d dargestellt, kann es sich um ein endloses Zugelement 7e handeln, oder um ein endliches Zugelement 7e, dessen beide Enden am Basisteil 3 befestigt sind, oder ein endliches Zugelement 7e, dessen beide Enden am Teleskopteil 11 befestigt sind, oder um zwei endliche Zugelemente, wobei je ein Ende beider endlicher Zugelemente sowohl am Basisteil 3 als auch am Teleskopteil 11 befestigt sind. Fig. 2c and 2d show the other hand, a driving ability in which, instead of a Wälzkörperkäfiges 4 now an intermediate part 4 'two deflecting 9' bears no longer roll on the base part 3 and the telescopic part 11 opposed to the rolling elements 9. Instead, the deflecting body 9 'a pulling element guided around 7 e taut that the deflecting body 9' can be, typically rolls, pulled around. The tension element 7 e is fixed on the one hand with respect to the base part 3 and on the other hand with respect to the telescopic part 11 . As shown in the alternative detailed drawings in the middle between Fig. 2c and 2d, it can be an endless traction element 7 e, or a finite traction element 7 e, the two ends of which are attached to the base part 3 , or an finite traction element 7 e , whose two ends are fastened to the telescopic part 11 , or by two finite tension elements, one end of each of the two finite tension elements being fastened both to the base part 3 and to the telescopic part 11 .
Die Lösungen der Fig. 2c und 2d unterscheiden sich durch ihren Antrieb:
Während bei Fig. 2c das Zugelement 7e mittels eines Motors M angetrieben wird,
der auf dem Zwischenteil 4' angeordnet ist und direkt einen der Umlenkkörper 9'
als Antriebsrolle schlupffrei antreibt, wird bei der Lösung gemäß Fig. 2d nicht das
Zugelement 7e, sondern das Zwischenteil 4' mittels eines Motors M angetrieben,
der in Fig. 2d auf dem Basisteil 3 angeordnet ist, aber ebenso gut auf dem
Teleskopteil 3 sitzen könnte. Der Antrieb erfolgt dabei vorzugsweise mittels einer
Zahnstange 27, in welche ein auf der Motorwelle des Motors M sitzendes Ritzel
28 eingreift.The solutions of FIGS. 2c and 2d differ in their drive:
While in Fig. 2c, the pulling element 7 e means of a motor M is driven, the 'is disposed directly one of the deflecting member 9' on the intermediate part 4 as a drive roller slip-free driving, 2d the tension element, in the solution according to Fig. Not 7 e, but the intermediate part 4 'driven by a motor M, which is arranged in Fig. 2d on the base part 3 , but could just as well sit on the telescopic part 3 . The drive is preferably carried out by means of a toothed rack 27 , in which a pinion 28 engages on the motor shaft of the motor M.
Eine zweistufige Teleskopierbarkeit ist auf einfache Art und Weise gemäß Fig. 2e und 2f dadurch ermöglicht, daß bei den vorbeschriebenen Lösungen etwa das außen umgebende Teleskopteil 11 Rücken an Rücken verdoppelt wird zu einem H-Profil, in dessen beiden Freiräumen jeweils ein analoger Wälzkörperkäfig 4 bzw. Zwischenteil 4' mit zentralem Innenteil läuft. Das eine Innenteil fungiert dann nach wie vor als Basisteil 3, während das andere Innenteil dann das zweite Teleskopteil 12 darstellt. Beide Wälzkörperkäfige 4 sind wiederum in Längsrichtung 10 antreibbar, angedeutet z. B. durch die eingezeichnete Gewindespindel 14a bzw. 14b. Die Gewindespindeln sind entweder unabhängig voneinander oder nur gleichzeitig und gleichsinnig sowie gleich schnell antreibbar, können jedoch vom gleichen Motor M aus angetrieben werden, welcher dann vorzugsweise an dem über beide Teleskopstufen sich hinweg erstreckenden ersten Teleskopteil 11 fixiert sein sollte.A two-stage telescoping is made possible in a simple manner according to FIGS. 2e and 2f in that, in the above-described solutions, the outer telescopic part 11 is doubled back to back to an H-profile, in the two free spaces of which an analog rolling element cage 4 or Intermediate part 4 'runs with a central inner part. One inner part then still functions as a base part 3 , while the other inner part then represents the second telescopic part 12 . Both roller body cages 4 are in turn drivable in the longitudinal direction 10 , indicated for. B. by the drawn-in threaded spindle 14 a or 14 b. The threaded spindles can either be driven independently of one another or only simultaneously and in the same direction and at the same speed, but can be driven by the same motor M, which should then preferably be fixed to the first telescopic part 11 which extends over both telescopic stages.
Durch separate, unabhängige Antreibbarkeit der beiden Wälzkörperkäfige 4, 4' kann durch Zu- und Abschalten eines der Antriebe von schneller auf langsamer Betriebsgeschwindigkeit des Teleskoparmes umgeschaltet werden, was ein schnelles Überbrücken großer Distanzen einerseits und ein langsames, sehr gezieltes Anfahren eines Zielpunktes andererseits ermöglicht. Due to the separate, independent driveability of the two rolling element cages 4 , 4 ', switching on and off one of the drives can switch from fast to slow operating speed of the telescopic arm, which enables quick bridging of large distances on the one hand and slow, very targeted approach to a target point on the other hand.
Die Fig. 3-6 zeigen Lösungen, bei denen der Wälzkörper 9 ebenfalls nicht direkt, sondern indirekt über ein Zugelement mit Basisteil 3 und Teleskopteil 11 wirkverbunden ist. FIGS. 3-6 show solutions in which the rolling element 9 is also not operatively connected to the base part 3 and telescopic part 11 , but indirectly via a tension element.
Die Grundform bildet hier die einfache Teleskopierbarkeit gemäß Fig. 3. Dabei besteht das Ziel wiederum darin, ein Teleskopteil 11 gegenüber einem Basisteil 3 in Längsrichtung 10 zu verschieben. Zu diesem Zweck wird ein Umlenkkörper 9' in Form einer Rolle ebenfalls in Längsrichtung 10 verschoben, wobei über den Umlenkkörper 9' ein Zugelement 7, beispielsweise ein Gurt oder Seil, um dessen in Fig. 3 rechte Seite herumgelegt ist, während die beiden freien Enden des Zug elementes 7 nach links abstreben.The basic form here is the simple telescopability according to FIG. 3. The aim is again to move a telescopic part 11 in the longitudinal direction 10 relative to a base part 3 . For this purpose, a deflection body 9 'in the form of a roller is also displaced in the longitudinal direction 10 , with a tension element 7 , for example a belt or rope, being wrapped around the deflection body 9 ' around its right side in FIG. 3, while the two free ends Strive for the train element 7 to the left.
Das eine freie Ende 15 des Zugelementes 7 ist dabei am Basisteil 3 befestigt, das andere freie Ende 16 dagegen am Teleskopteil 11. Durch Verlagerung des Wälz körpers 9', also des Mittelpunktes dieser Umlenkrolle oder dieses Gleitkörpers, um eine Wegstrecke x beispielsweise nach rechts wird wiederum das Teleskopteil 11 um die Wegstrecke 2x nach rechts gegenüber dem Basisteil 3 verlagert.One free end 15 of the tension element 7 is fastened to the base part 3 , the other free end 16 , on the other hand, to the telescopic part 11 . By shifting the rolling body 9 ', that is, the center of this deflection roller or this sliding body, by a distance x, for example to the right, the telescopic part 11 is in turn shifted by the distance 2 x to the right relative to the base part 3 .
Für die Rückwärtsbewegung in Gegenrichtung muß entweder das Teleskopteil 11 in diese Richtung federbeaufschlagt sein oder es muß ein zweites Zugelement 7', wie in Fig. 3 eingezeichnet, analog anders herum um den Umlenkkörper 9' gelegt sein, mit wiederum der Befestigung des einen Endes 15' am Basisteil 3 und des anderen freien Endes 16' am Teleskopteil 11.For the backward movement in the opposite direction, either the telescopic part 11 must be spring-loaded in this direction or a second tension element 7 ', as shown in FIG. 3, must be placed the other way around the deflecting body 9 ', in turn with the fastening of one end 15 'on the base part 3 and the other free end 16 ' on the telescopic part 11 .
Die Verlagerung des Mittelpunktes des Umlenkkörpers 9' erfolgt dabei vorzugs weise direkt in Längsrichtung 10, jedoch keinesfalls genau lotrecht hierzu, und zwar beispielsweise mittels einer Gewindespindel 14, die durch einen Motor M angetrieben wird, der gegenüber entweder dem Basisteil 3 wie gezeichnet oder gegenüber dem Teleskopteil 11 fixiert ist. The displacement of the center of the deflecting body 9 'is preferably directly in the longitudinal direction 10 , but in no way exactly perpendicular to it, for example by means of a threaded spindle 14 which is driven by a motor M, which is either towards the base part 3 as shown or against that Telescopic part 11 is fixed.
Fig. 4 zeigt eine nach diesem Grundprinzip funktionierende zweistufige Telesko pierbarkeit, bei welcher das erste Teleskopteil 11 der ersten Teleskopstufe gleich zeitig als Basisteil 3 für die zweite Teleskopstufe dient. Somit sind die einen freien Enden 115, 115' der beiden Zugelemente 107, 107' dieser zweiten Teleskopstufe am ersten Teleskopteil 11 befestigt, und ebenso der Motor Mb dieser zweiten Teleskopstufe. Fig. 4 shows a working on this basic principle two-stage telescoping, in which the first telescopic part 11 of the first telescopic stage serves simultaneously as the base part 3 for the second telescopic stage. Thus, the one free ends 115 , 115 'of the two tension elements 107 , 107 ' of this second telescopic stage are attached to the first telescopic part 11 , and likewise the motor Mb of this second telescopic stage.
Fig. 5 zeigt einen nur einstufig teleskopierbaren Armteil 2 nach diesem Grund prinzip, jedoch mit doppelter Übersetzung, also Verlagerung des Umlenkkörpers 9' um die Wegstrecke x und dadurch bewirkte Verlagerung des Teleskopteiles 11 um die Wegstrecke 4x gegenüber dem Basisteil 3. Fig. 5 shows only a single stage telescopic arm 2 according to this basic principle, but with double gear, so displacement of the deflecting body 9 'by the distance x, and thereby caused displacement of the telescopic part 11 by the distance 4 x with respect to the base part 3.
Zu diesem Zweck ist das Zugelement 7, bei dem wiederum das eine Ende 15 am Basisteil 3 und das andere Ende 16 am Teleskopteil 11 befestigt ist, dazwischen S-förmig um zwei Umlenkpunkte in Form von Umlenkkörpern 9a', 9b' herum gelegt. Diese beiden Umlenkkörper 9a', 9b' können in einander entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, vorzugsweise angetrieben mittels ein und desselben Motors M mit Hilfe von Gewindespindeln 14a, 14b. Sofern jeder der Umlenkpunkte 9a', 9b' um eine Längeneinheit x von der Mitte aus nach außen verlagert wird, ergibt dies die Verlagerung um die Strecke 4x in Längsrichtung 10, also des am Teleskopteil 11 befestigten Endes 16 auf das am Basisteil 3 befestigte Ende 15 zu. Die Rückbewegung ist hier durch eine Zugfeder 8 zwischen dem Teleskopteil 11 und dem Basisteil 3 realisiert.For this purpose, the tension element 7 , in which in turn one end 15 is fastened to the base part 3 and the other end 16 to the telescopic part 11 , is placed in between in an S-shape around two deflection points in the form of deflection bodies 9 a ', 9 b'. These two deflecting bodies 9 a ', 9 b' can be moved in opposite directions, preferably driven by means of one and the same motor M with the aid of threaded spindles 14 a, 14 b. If each of the deflection points 9 a ', 9 b' is displaced outwards by a unit of length x from the center, this results in the displacement by the distance 4 x in the longitudinal direction 10 , that is to say the end 16 fastened to the telescopic part 11 to that on the base part 3 attached end 15 to. The return movement is realized here by a tension spring 8 between the telescopic part 11 and the base part 3 .
Durch nicht nur doppelte, sondern mehrfache Umlenkung des Zugelementes 7 kann der Übersetzungsfaktor beliebig gesteigert werden.By not only double, but multiple deflection of the tension element 7 , the transmission factor can be increased as desired.
Die Zugelemente können dabei als glatte Riemen oder Seile ausgebildet sein, wobei die Umlenkrollen 9 bzw. 9a, 9b lediglich der Umlenkung dienen. Bei Ausbildung der Zugelemente 3 als formschlüssige Zugelemente wie etwa Zahn riemen kann der Antrieb auch darin bestehen, daß die Umlenkrollen bzw. 9a, 9b in Fig. 5 durch einen Motor selbst in Drehung versetzt und dadurch der Armteil teleskopiert bzw. eingezogen wird, wobei lediglich durch Federvorspannung oder andere Hilfsmittel die ständige Anlage der Umlenkrolle am Zugelement sicher gestellt sein muß. Das Zugelement 7 darf - egal, ob glatt oder formschlüssig ausgebildet - selbstverständlich nicht oder so wenig wie möglich dehnbar sein.The tension elements can be designed as smooth belts or ropes, the deflecting rollers 9 and 9 a, 9 b only serving for deflection. When designing the tension elements 3 as positive tension elements such as toothed belts, the drive can also consist in that the deflection rollers or 9 a, 9 b in FIG. 5 are set in rotation by a motor itself and thereby the arm part is telescoped or drawn in, the constant contact of the deflection roller on the tension element must be ensured only by spring preload or other aids. The tension element 7 - regardless of whether it is smooth or form-fitting - may of course not be stretchable or as little as possible.
Fig. 6 zeigt einen Automatisierungsarm 1 mit einem ersten teleskopierbaren Arm teil 2a, welches in der Horizontalen zweistufig teleskopierbar ist, sowie einem am freien Ende am ersten Armteil 2a befestigten zweiten teleskopierbaren Armteil 2b, welches wiederum zweistufig teleskopierbar ist und in der Vertikalen nach unten ausfahrbar ist. Fig. 6 shows an automation arm 1 with a first telescopic arm part 2 a, which is telescopic in two stages in the horizontal, and a second telescopic arm part 2 b attached to the free end on the first arm part 2 a, which in turn is telescopic in two stages and in the vertical is extendable downwards.
Das zweite Armteil 2b ist dabei vorzugsweise über Federvorspannung hoch schwenkbar in eine Parallellage zum ersten Armteil 2a, und das gesamte erste Armteil 2a ist - zusammen mit dem zweiten daran befestigten Armteil 2b - ins besondere in eine vertikal nach oben weisende Ruhelage gegenüber dem Basis teil 3, welches ein Teil der Werkzeugmaschine ist, hochschwenkbar.The second arm part 2 b is preferably pivotable by spring preload in a parallel position to the first arm part 2 a, and the entire first arm part 2 a is - together with the second arm part 2 b attached to it - in particular in a vertically upward rest position the base part 3 , which is part of the machine tool, can be swiveled up.
Die Armteile 2a, 2b sind in einer wenigstens teilweise ausgefahrenen Lage dar gestellt, in welcher der Automatisierungsarm 1 in den Arbeitsraum 20 der Werkzeugmaschine eingreift, und in der Lage ist, an der Bearbeitungsposition 21 ein Werkstück abzulegen bzw. zu ergreifen, mit Hilfe eines am vorderen Ende des zweiten Armteiles 2b angeordneten Greifers 24.The arm portions 2 a, 2 b are placed in an at least partially extended position is in which the Automatisierungsarm 1 in the working chamber 20 of the machine tool engages, and is able to deposit a workpiece at the machining position 21 or to be taken with the aid of a gripper 24 arranged at the front end of the second arm part 2 b.
Die Teleskopierbarkeit des ersten Armteiles 2a ist nicht näher dargestellt und kann nach einem der beiden beschriebenen Grundprinzipien gelöst sein.The telescopability of the first arm part 2 a is not shown in detail and can be solved according to one of the two basic principles described.
Die Teleskopierbarkeit des zweiten Armteiles 2b, welches aus einem Basisteil 3b, darauf verschiebbarem ersten Teleskopteil 11b und darauf wiederum verschieb baren zweiten Teleskopteil 12b besteht, ist mittels der Zugelement-Lösung reali siert. Zu diesem Zweck ist am vorderen Ende des Basisteiles 3b eine Umlenkrolle 9' angeordnet, um welche herum ein Zugelement 7 gelegt ist. Das Zugelement 7 ist mit dem einen Ende am hinteren Ende des ersten Teleskopteiles 11b und mit dem anderen Ende am Basisteil 3, also einem ortsfesten Punkt, befestigt, wobei die freien Enden unter einem Zwischenwinkel zueinander verlaufen. In analoger Weise ist ein weiteres Zugelement T um eine weitere Umlenkrolle 9' am vorderen Ende des ersten Teleskopteiles 11b herumgelegt, und mit dem einen freien Ende am hinteren Ende des zweiten Teleskopteiles 12b fixiert, mit dem anderen Ende wiederum am Basisteil 3 der Werkzeugmaschine. Zusätzlich kann auch das Öffnen des aus zwei Greifklauen 24a, 24b bestehenden Greifers 24 mittels weiterer Zugelemente 7" gelöst sein, die einerseits an den Greifklauen 24 befestigt sind, welche am vorderen Ende des zweiten und letzten Teleskopteiles 12b angelenkt sind, und andererseits am ersten Teleskopteil 11b. Durch relatives Ausfahren des zweiten Teleskopteiles 12b gegenüber dem ersten Teleskopteil 11b werden automatisch die Greifklauen 24a, 24b, entgegen der Kraft einer Feder 25, relativ zueinander in eine geöffnete Stellung verschwenkt.The telescopability of the second arm part 2 b, which consists of a base part 3 b, first telescopic part 11 b slidable thereon and in turn movable second telescopic part 12 b, is realized by means of the pulling element solution. For this purpose, a deflection roller 9 'is arranged at the front end of the base part 3 b, around which a tension element 7 is placed. The pulling element 7 is connected to the one end at the rear end of the first telescope part 11 b and with the other end on the base part 3, that is a fixed point, secured, wherein the free ends extend at an intermediate angle to each other. In an analogous manner a further tension element T 'is wrapped b by a further deflection roller 9 at the front end of the first telescopic member 11 and with b fixed a free end at the rear end of the second telescopic part 12, with the other end in turn the base part 3 of the machine tool . In addition, the opening of the gripper 24 consisting of two gripping claws 24 a, 24 b can be solved by means of further pulling elements 7 ″, which are fastened on the one hand to the gripping claws 24 , which are articulated at the front end of the second and last telescopic part 12 b, and on the other hand on the first telescopic part 11 b. By relative extension of the second telescopic part 12 b relative to the first telescopic part 11 b, the gripping claws 24 a, 24 b are automatically pivoted relative to one another into an open position against the force of a spring 25 .
Auf ähnliche Art und Weise kann auch gegen die Kraft einer weiteren Feder 25' das Herabklappen des gesamten zweiten Armteiles 2b gegenüber dem ersten Armteil 2a erfolgen. Zu diesem Zweck ist wiederum ein Zugelement 7''' mit dem einen Ende am hinteren Ende des Basisteiles 3b des zweiten Armteiles 2b befe stigt, mit dem anderen Ende am vorderen Ende des ersten Teleskopteiles 11 des ersten Armteiles 2a.In a similar manner a further spring 25 ', the folding down of the whole of the second arm member 2 can also take place against the force of b opposite to the first arm portion 2a. For this purpose, in turn, a pulling element 7 '''is attached to one end at the rear end of the base part 3 b of the second arm part 2 b, with the other end at the front end of the first telescopic part 11 of the first arm part 2 a.
Durch relatives Ausfahren des zweiten Teleskopteiles 12 gegenüber dem ersten Teleskopteil 11 des ersten Armteiles 2a wird durch das Zugelement 7''' der zweite Armteil 2b gegen die Kraft der Feder 25', die erstes und zweites Armteil 2a, 2b in einer fluchtenden Lage zueinander hält, in eine winklige Lage herabgeklappt, indem der Umlenkpunkt 9''', der identisch mit dem Gelenkpunkt sein kann, auf der von der Feder 25' abgewandten Seite der Verbindungslinie zwischen den End punkten des Zugelementes 7''' liegt.By relative extension of the second telescopic part 12 with respect to the first telescopic part 11 of the first arm part 2 a, the second arm part 2 b, the first and second arm parts 2 a, 2 b in one, is pulled by the tension element 7 ″ ″ against the force of the spring 25 ′ holds aligned position to each other, folded down into an angular position by the deflection point 9 ''', which may be identical to the hinge point, on the side of the connecting line facing away from the spring 25 ' between the end points of the tension element 7 '''.
Wie Fig. 6 ferner zeigt, kann nach Einfahren des Automatisierungsarmes in die Ruhelage der Arbeitsraum 20 durch Schließen einer insbesondere seitlichen Tür 22' in der Schutzabdeckung 22 vollständig und ohne Behinderung durch den Automatisierungsarm 1 geschlossen werden.As FIG. 6 further shows, after the automation arm has been retracted into the rest position, the work space 20 can be closed completely and without hindrance by the automation arm 1 by closing a door 22 ′ in particular in the protective cover 22 .
Die Fig. 6b und 6c zeigen ebenfalls einen Automatisierungsarm 1 mit einem ersten teleskopierbaren Armteil 2a, der z. B. in der Horizontalen einstufig teleskopierbar ist, sowie einem am freien Ende dieses ersten Armteiles 2a befestigten zweiten teleskopierbaren Armteil 2b, welcher z. B. in der Vertikalen einstufig teleskopierbar ist. Figs. 6b and 6c also show a Automatisierungsarm 1 with a first telescopic arm 2 a, z. B. is in the horizontal single-stage telescopic, and a b at the free end of this first arm part 2 a fixed second telescopic arm 2 which z. B. is telescopic in one stage in the vertical.
Jeder der Armteile 2a, 2b kann natürlich auch mehrstufig teleskopierbar sein.Each of the arm parts 2 a, 2 b can of course also be telescoped in several stages.
In der dargestellten Form besteht jeder der Armteile 2a, 2b aus Basisteil 3 bzw. 3b, Zwischenteil 4' bzw. 4'b und Teleskopteil 11 bzw. 11b. Das Basisteil 3b des zweiten Armteiles 2b ist dabei gleichzeitig das Teleskopteil 11 des ersten Armteiles 2a.In the form shown, each of the arm parts 2 a, 2 b consists of base part 3 or 3 b, intermediate part 4 'or 4 ' b and telescopic part 11 or 11 b. The base part 3 b of the second arm part 2 b is at the same time the telescopic part 11 of the first arm part 2 a.
Die Armteile 2a und 2b sind jeweils mit einem endlosen Zugelement 7 bzw. 7b an den Zwischenteilen 4' bzw. 4'b ausgestattet, analog den Lösungen in Fig. 2c bzw. 2d.The arm parts 2 a and 2 b are each equipped with an endless tension element 7 or 7 b on the intermediate parts 4 'or 4 ' b, analogous to the solutions in FIGS. 2c and 2d.
Der Antrieb des vertikalen Armteiles 2b erfolgt in Fig. 6b mittels eines separaten Motors, der entweder als Motor Mb1 am Basisteil 3b, welches gleichzeitig das Teleskopteil 11 des ersten Armteiles 1a ist, angeordnet ist, und über Ritzel 28' und Zahnstange 2T das Zwischenteil 4'b antreibt. Alternativ wäre die Anordnung eines Motors Mb2 direkt auf dem Zwischenteil 4'b und Antrieb des dortigen Zugelementes 7b, z. B. durch Antrieb einer der Umlenkrollen.The drive of the vertical arm part 2 b takes place in Fig. 6b by means of a separate motor, which is arranged either as a motor Mb 1 on the base part 3 b, which is also the telescopic part 11 of the first arm part 1 a, and via pinion 28 'and rack 2 T drives the intermediate part 4 'b. Alternatively, the arrangement of a motor Mb 2 directly on the intermediate part 4 'b and drive of the tension element 7 b there, z. B. by driving one of the pulleys.
Selbstverständlich ist auch hier die feste Verbindung des Zugelementes 7b, welches auf dem Zwischenteil 4'b angeordnet ist, gegenüber dem Basisteil 3b einerseits und dem Teleskopteil 11b andererseits des Armteiles 2b vorhanden. Of course, here too, the fixed connection of the tension element 7 b, which is arranged on the intermediate part 4 'b, is present relative to the base part 3 b on the one hand and the telescopic part 11 b on the other hand of the arm part 2 b.
Fig. 6c zeigt statt dessen einen Antrieb des vertikalen Armteiles 2b in der Abwärtsrichtung mittels Schwerkraft, und in der Aufwärtsrichtung mittels eines Zugelementes 31, welches einerseits am Zwischenteil 4'b des vertikalen Armteiles 2b und andererseits am Zwischenteil 4' des horizontalen ersten Armteiles 2a befestigt ist. Wenn dabei eine Umlenkung einerseits über einen Punkt am Teleskopteil 11 und andererseits über einen weiteren Umlenkpunkt am Zwischenteil 4' selbst erfolgt, der jedoch näher am Basisteil 3 liegt als der Befestigungspunkt des Zugelementes 31, so wird bei Ausfahren des ersten Armteiles 2a das am Zugelement 31 hängende Zwischenteil 4'b des zweiten Armteiles 2b gegenüber dessen Basisteil 3b abgesenkt, und dadurch das zweite Armteil 2a einschließlich dessen Teleskopteil 11b nach unten ausgefahren. Dadurch ist ein separater Antriebsmotor nicht notwendig und es muß ins besondere keine Energieversorgung für einen solchen Motor zum Teleskopteil 11 bzw. zum zweiten, in seiner Lage veränderbaren, Armteil 2b geführt werden, was wegen der raumintensiven und beschädigungsanfälligen Kabelschleppeinrich tungen möglichst vermieden werden sollte. Fig. 6c shows instead a drive of the vertical arm part 2b in the downward direction by gravity, and in the upward direction by means of a tension element 31, which on the one hand on the intermediate part 4 'b of the vertical arm part 2 b and on the other hand on the intermediate part 4' of the horizontal first arm part 2 a is attached. If a deflection takes place on the one hand via a point on the telescopic part 11 and on the other hand via a further deflection point on the intermediate part 4 'itself, which, however, is closer to the base part 3 than the attachment point of the tension element 31 , then when the first arm part 2 a is extended, that on the tension element 31 hanging intermediate part 4 'b of the second arm part 2 b against the base portion 3 b is lowered, and thereby the second arm 2, including the telescope part 11 b downwardly extended a. As a result, a separate drive motor is not necessary and there is in particular no energy supply for such a motor to the telescopic part 11 or the second, changeable in position, arm part 2 b, which should be avoided because of the space-intensive and damage-prone cable trailing devices.
An den freien unteren Enden der zweiten Armteile 2b, also deren Teleskopteilen 11b, können Greifeinrichtungen oder Ähnliches zum Ergreifen eines zu hand habenden Teiles angeordnet sein.At the free lower ends of the second arm parts 2 b, ie their telescopic parts 11 b, gripping devices or the like can be arranged for gripping a part to be handled.
Fig. 7 zeigt in Prinzipdarstellung einen nur einteiligen Automatisierungsarm 1, der jedoch in mehreren Stufen teleskopierbar ist, indem auf einem Basisteil 3 ein erstes Teleskopteil 11, auf diesem wiederum ein zweites Teleskopteil 12 und auf diesem wiederum ein drittes Teleskopteil 13 usw. entlang verschiebbar sind, wiederum nach einem der eingangs beschriebenen beiden Grundprinzipien, also mit mechanischem übersetzenden Getriebe zwischen den einzelnen Teilen. Fig. 7 shows a schematic representation of a one-part automation arm 1 , which, however, can be telescoped in several stages by moving a first telescopic part 11 on a base part 3 , a second telescopic part 12 on this and in turn a third telescopic part 13 , etc., on this , again according to one of the two basic principles described at the outset, that is to say with a mechanical transmission gear between the individual parts.
Dabei sind jedoch die Führungsrichtungen der einzelnen Teleskopteile für die darauf laufenden benachbarten Teile nicht parallel, sondern im Winkel zueinander angeordnet mit Annäherung zum freien Ende hin. Dies ergibt für den Automatisierungsarm insgesamt eine Krümmung beim Ausfahren.However, the guide directions of the individual telescopic parts are for the neighboring parts running on it do not run parallel but at an angle to each other arranged with approach to the free end. For the Automation arm overall a curvature when extending.
Wie Fig. 8 zeigt, können anstelle von geraden, jedoch im Winkel zueinander stehenden Führungsrichtungen der einzelnen Teleskopteile auch parallele, in sich jedoch gebogene, insbesondere gleichmäßig gebogene, Führungsflächen vorge sehen werden, mithin also bogenförmige Teleskopteile 11, 12. Dieses bogen förmige Ausfahren des Arbeitsarmes kann ein zweites Armteil bzw. eine Ver schwenkbarkeit zwischen erstem und zweitem Armteil vermeiden helfen.As shown in FIG. 8, instead of straight but angular guide directions of the individual telescope parts, parallel, but inherently curved, in particular evenly curved, guide surfaces can also be seen, thus arcuate telescope parts 11 , 12 . This arcuate extension of the working arm can help avoid a second arm part or a pivoting position between the first and second arm parts.
Bei der Lösung gemäß Fig. 8 ist zusätzlich das Basisteil 3 des Automatisie rungsarmes um eine vertikale Schwenkachse 23 gegenüber der Werkzeug maschine verschwenkbar, um Gegenstände abseits des Arbeitsraumes, z. B. hinter der Werkzeugmaschine, ablegen bzw. aufnehmen zu können.In the solution according to FIG. 8, the base part 3 of the automation arm is additionally pivotable about a vertical pivot axis 23 relative to the machine tool in order to remove objects away from the working space, for. B. behind the machine tool to store or record.
Fig. 9 zeigt eine Lösung ähnlich der Seitenansicht in Fig. 1, jedoch mit dem Unter schied, daß dabei auch ein gekrümmter Bewegungspfad beim Ausfahren des Armteiles 2 möglich wird, indem der Wälzkörperkäfig 4 kein einstückiges, starres Teil ist, sondern aus mehreren Gliedern 4a-4d besteht, die über Gelenke 26 auf ihre Symmetrieachse um ihre Schwenkachse, welche quer zur Längsrichtung 10 sowie quer zu den Reihen von Wälzkörpern 9 verläuft, verschwenkbar sind. Fig. 9 shows a solution similar to the side view in Fig. 1, but with the difference that a curved path of movement when extending the arm part 2 is possible by the rolling body cage 4 is not a one-piece, rigid part, but from several members 4th a- 4 d, which can be pivoted via joints 26 on their axis of symmetry about their pivot axis, which runs transversely to the longitudinal direction 10 and transversely to the rows of rolling elements 9 .
Dabei weisen die beiden mittleren Elemente 4b, 4c in jeder der Reihe von Wälz körpern nur jeweils einen Wälzkörper 9 auf, das erste und letzte Segment 4a und 4d dagegen jeweils mehrere Wälzkörper pro Reihe.The two middle elements 4 b, 4 c in each of the row of rolling bodies each have only one rolling element 9 , the first and last segments 4 a and 4 d, however, each have several rolling elements per row.
Sobald mehr als ein Wälzkörper pro Reihe des ersten und letzten Segmentes 4a bzw. 4d mit dem Basisteil 3 oder dem Teleskopteil 11 in Kontakt ist, wird dieses Teil fluchtend und damit parallel zu dem jeweiligen Segment gehalten. As soon as more than one rolling element per row of the first and last segment 4 a or 4 d is in contact with the base part 3 or the telescopic part 11 , this part is aligned and thus held parallel to the respective segment.
Solange sich Basisteil 3 und Teleskopteil 11 gegenseitig überlappen, wird hier durch auch eine fluchtende, parallele Lage von Basisteil 3 zum Teleskopteil 11 aufrechterhalten.As long as base part 3 and telescopic part 11 overlap one another, an aligned, parallel position of base part 3 to telescopic part 11 is also maintained here.
Sobald durch Ausfahren eine solche Überlappung nicht mehr gegeben ist, klappen die zueinander bewegbaren Segmente des Wälzkörperkäfigs 4 entspre chend der Schwerkraft oder einer vorhandenen Federspannung in eine maximal mögliche Anschlaglage - in Fig. 9 aufgrund der Schwerkraft - gegeneinander, so daß dadurch die Richtung des Käfigteiles und somit insgesamt des Armteiles 2 verändert wird.As soon as such an overlap is no longer present, the mutually movable segments of the rolling element cage 4 fold according to the force of gravity or an existing spring tension into a maximum possible stop position - in FIG. 9 due to gravity - against one another, so that thereby the direction of the cage part and thus the arm part 2 as a whole is changed.
Die Fig. 10a, 11 und 12a zeigen eine Werkzeugmaschine, beispielsweise eine Drehmaschine, mit einem zugeordneten Automatisierungsarm 1. In der Frontansicht (Fig. 10a), also aus Sicht des Bedieners, in der Aufsicht (Fig. 11) sowie in der Seitenansicht (Fig. 12a), wobei der Automatisierungsarm 1 in der deaktivierten Ruhelage dargestellt ist. FIG. 10a, 11 and 12a show a machine tool, for example a rotary machine, with an associated Automatisierungsarm. 1 In the front view ( FIG. 10a), that is to say from the operator's point of view, in the top view ( FIG. 11) and in the side view ( FIG. 12a), the automation arm 1 being shown in the deactivated rest position.
Die Darstellungen der entsprechenden Fig. 10b und 12b unterscheiden sich dadurch, daß hier der Automatisierungsarm in einer aktivierten, also tele skopierten Arbeitsstellung, in welcher er auf die Bearbeitungsposition 21 zugreift, dargestellt ist.The representations of the corresponding FIGS. 10b and 12b differ in that the automation arm is shown here in an activated, that is, telescoped, working position, in which it accesses the machining position 21 .
Bei den Fig. 10-12 ist ersichtlich, daß der Automatisierungsarm 1 aus einem ersten, horizontalen Armteil 2a und einem an dessen freien Ende vertikal nach unten teleskopierbaren zweiten Armteil 2b besteht, an dessen freien Ende eine winkelförmige Greifeinheit 32 angeordnet ist, die an jedem ihrer freien Schenkel Greifer 24 aufweist. Der horizontale erste Armteil 2a ist an einer vertikalen Säule 29 befestigt, die als Basisteil des Armteiles 2a dient, und so hoch aufragt, daß der horizontale Armteil 2a oberhalb der Bearbeitungsposition 21, auf die der Automatisierungsarm 1 zugreifen können soll, läuft. In Figs. 10-12 is seen that the Automatisierungsarm 1 of a first horizontal arm portion 2a and a free at the end of which is vertically telescopic below the second arm portion 2b is arranged at the free end an angled gripping unit 32, which has grippers 24 on each of its free legs. The horizontal first arm part 2 a is attached to a vertical column 29 , which serves as the base part of the arm part 2 a, and rises so high that the horizontal arm part 2 a runs above the processing position 21 , which the automation arm 1 should be able to access.
Wie Fig. 10 zeigt, ist die Säule 29 stirnseitig neben oder am stirnseitigen Ende auf dem Bett 33 der Maschine angeordnet, welches in der Regel auf einer Grundplatte 34 steht.As shown in FIG. 10, the column 29 is arranged on the front side next to or at the front end on the bed 33 of the machine, which is usually on a base plate 34 .
Im deaktivierten Zustand des horizontalen Armteiles 2a befindet sich der gesamte Automatisierungsarm 1 seitlich außerhalb des Arbeitsraumes 20, der im Betrieb der Maschine durch eine Schutzabdeckung 22 dicht verschlossen ist. Dabei ragt der horizontale Armteil 2a auch auf seiner vom Armteil 2b abgewandten Rückseite nicht über die Grundfläche der Grundplatte 34 hinaus, und das vordere Ende des horizontalen ersten Armteiles 2a endet noch außerhalb der stirnseitigen Wand der Schutzabdeckung 22. Nach Öffnen einer Tür 22' in der seitlichen Stirnwand der Schutzabdeckung 22 kann der horizontale erste Armteil 2a in den Arbeitsraum hinein verfahren werden, wie Fig. 10b zeigt, bis oberhalb der Bearbeitungsposition 21, und anschließend das vertikale zweite Armteil 2b nach unten soweit teleskopiert werden, bis der dort angeordnete Greifer 24 die Bearbeitungsposition 21 erreicht und das zu handhabende Teil, Werkstück oder Werkzeug, greifen kann.In the deactivated state of the horizontal arm part 2 a, the entire Automatisierungsarm 1 is located laterally outside the working space 20, which is sealed during operation of the machine by a protective cover 22nd The horizontal arm part 2 a does not protrude beyond the base of the base plate 34 even on its rear side facing away from the arm part 2 b, and the front end of the horizontal first arm part 2 a still ends outside the front wall of the protective cover 22 . After opening a door 22 'in the lateral end wall of the protective cover 22 of the horizontal first arm part 2 can a in the working space into be moved, as shown in FIG. 10b shows, to above the processing position 21, and then the vertical second arm part 2 b down as far as be telescoped until the gripper 24 arranged there reaches the machining position 21 and the part, workpiece or tool to be handled can grip.
Die Aufsicht der Fig. 11 zeigt, daß das Zwischenteil 4' des horizontalen Armteiles 2a vorzugsweise entlang seiner einen Längskante am Basisteil 3, welches gleichzeitig die Säule 29 oder auch ein separates Bauteil sein kann, geführt wird, und an der anderen Längsseite das Teleskopteil 11 daran geführt wird. Auf diese Art und Weise kann - in der Frontansicht der Fig. 10a, 10b betrachtet - der zweite, vertikale Armteil 2b von der linken zur rechten Seite der Säule 29 verfahren werden, ohne mit dieser zu kollidieren.The plan view of FIG. 11 shows that the intermediate part 4 'of the horizontal arm part 2 is a preferably along one longitudinal edge of the base part 3, which may be the column 29 or a separate component simultaneously performed, and on the other longitudinal side of the telescopic part 11 is performed on it. Are the second vertical arm part 2 b of the left side to the right side of the column 29 moved without colliding with this - in this way, can - in the front view of Figure 10a, as viewed 10b..
Wie die Seitenansichten der Fig. 12a, 12b zeigen, ist die Säule 29 am oberen Ende mit einer galgenförmigen Auskragung 29' versehen, die ggf. sogar an ihrem freien vorderen Ende wiederum nach unten gekröpft sein kann. Dies ist erforderlich, um einerseits die Säule 29 direkt am Bett 33 der Maschine befestigen zu können, andererseits jedoch den Abstand zu der vor dem Bett liegenden Bearbeitungsposition 21 zu überbrücken. As the side views of FIGS. 12a, 12b show, the column 29 is provided at the upper end with a gallows-shaped projection 29 ', which in turn may even be cranked downward at its free front end. This is necessary so that on the one hand the column 29 can be attached directly to the bed 33 of the machine, but on the other hand it can bridge the distance to the processing position 21 in front of the bed.
Der Automatisierungsarm 1 kann dabei an der vorderen (Fig. 12a) oder an der hinteren Vertikalfläche eines nach unten gerichteten Fortsatzes der Auskragung 29' horizontal geführt sein.The automation arm 1 can be guided horizontally on the front ( FIG. 12a) or on the rear vertical surface of a downward extension of the projection 29 '.
Fig. 12a zeigt ferner, daß der vertikale, zweite Armteil 2b mit einem oberen Schlittensystem, welches am Bett 33 geführt wird und z. B. einen Werkzeugrevolver 35 trägt, kollidieren kann. Dies wäre vermeidbar, wenn die Säule 29 bzw. deren Auskragung 29' weit genug oberhalb des obersten Schlittensystemes bzw. Werkzeugsystemes angeordnet wäre, und auch das untere Ende des vertikalen Armteiles 2b einschließlich Greifer noch oberhalb dieses obersten Schlittensystemes in der Ruhelage enden würde. Dies hätte jedoch sehr weite Verfahrwege des vertikalen zweiten Armteiles 2b zur Folge und/oder die Notwendigkeit, die Schutzabdeckung 22 nicht nur an der Stirnfläche (Tür 22') zu öffnen, sondern auch an deren Oberseite, was es zu vermeiden gilt. Zu diesem Zweck kann das zweite, vertikale Armteil 2b um eine horizontale Achse 36 verschwenkt werden, um ohne Kollision in Z-Richtung an einem solchen Revolver 35 oder insgesamt einem oberen Schlittensystem vorbeigeführt zu werden. Fig. 12a also shows that the vertical, second arm part 2 b with an upper carriage system, which is guided on the bed 33 and z. B. carries a tool turret 35 , can collide. This would be avoidable if the column 29 or its projection 29 'were arranged far enough above the uppermost slide system or tool system, and the lower end of the vertical arm part 2 b including the gripper still ended above this uppermost slide system in the rest position. However, this would result in very long travels of the vertical second arm part 2 b and / or the need to open the protective cover 22 not only at the end face (door 22 ') but also at the top thereof, which is to be avoided. For this purpose, the second, vertical arm part 2 b can be pivoted about a horizontal axis 36 in order to be guided past such a turret 35 or an upper slide system as a whole without collision in the Z direction.
Das Verschwenken des vertikalen Armteiles 2b kann dabei gegenüber dem horizontalen Armteil 2a erfolgen, oder zusammen mit diesem gegenüber der Säule 29 bzw. deren Auskragung 29'.The pivoting of the vertical arm part 2 b can take place with respect to the horizontal arm part 2 a, or together with this relative to the column 29 or its projection 29 '.
Am unteren, freien Ende des vertikalen zweiten Armteiles 2b ist vorzugsweise eine winkelförmige Greifeinheit 32 angeordnet, deren beide Schenkel an ihren freien Enden jeweils Greifer 24 aufweisen, wobei der eine Greifer 24 zum Ergreifen des bearbeiteten, alten Werkstückes dient, der zweite Greifer dagegen zum gleichzeitigen Anlieferndes neuen Werkstückes. In an sich bekannter Weise ist diese L-förmige Greifeinheit 32 ebenfalls um eine horizontale Achse gegenüber dem Teleskopteil 11b des zweiten vertikalen Armteiles 2b verschwenkbar. At the lower, free end of the vertical second arm part 2 b, an angular gripping unit 32 is preferably arranged, the two legs of which each have grippers 24 at their free ends, one gripper 24 being used for gripping the machined old workpiece and the second gripper, on the other hand simultaneous delivery of the new workpiece. In a known manner, this L-shaped grip unit 32 is also about a horizontal axis relative to the telescope part 11 b of the second vertical arm part 2 b pivotable.
Dabei sind die Greifer 24 insbesondere mittels Pneumatik oder Hydraulik funktional angesteuert, da die geforderte Greifgenauigkeit hierdurch erreicht werden kann. Dies gibt die Möglichkeit, keine elektrische Energieversorgung bis ans vordere Ende des zweiten Armteiles 2b führen zu müssen, da nur die teleskopierbaren Armteile 2a, 2b in der Regel mittels Elektromotoren bewegt werden müssen. Auch dabei wird versucht, von der Säule 29 bis zum Greifer 24 am vorderen Ende des Automatisierungsarmes 1 betrachtet, die notwendigen Motoren M möglichst weit hinten, also nach Möglichkeit nur am ersten Armteil 2a, zu positionieren, um die zu bewegenden Massen bei den bewegten Bauteilen möglichst gering zu halten. The grippers 24 are functionally controlled in particular by means of pneumatics or hydraulics, since the required gripping accuracy can thereby be achieved. This gives the possibility of not having to carry any electrical energy supply to the front end of the second arm part 2 b, since only the telescopic arm parts 2 a, 2 b generally have to be moved by means of electric motors. Here, too, an attempt is seen from the column 29 to the gripper 24 at the front end of the automation arm 1, to position the necessary motors M possible far back, so far as possible only on the first arm portion 2a to the masses to be moved at the moving Keep components as small as possible.
11
Automatisierungsarm
Automation arm
22nd
a, a,
22nd
b, b,
22nd
c Armteile
c arm parts
33rd
Basisteil
Base part
44th
Wälzkörperkäfig
Rolling body cage
44th
' Zwischenteil
'Intermediate part
55
Umlenkrolle
Pulley
66
Umlenkkopf
Deflection head
77
, ,
77
' Zugelement
'' Tension element
77
e endloses Zugelement
e endless traction element
88th
Zugfeder
Tension spring
99
Wälzkörper
Rolling elements
99
' Umlenkkörper
'' Deflector
1010th
Längsrichtung
Longitudinal direction
1111
erstes Teleskopteil
first telescopic part
1212th
zweites Teleskopteil
second telescopic part
1313
drittes Teleskopteil
third telescopic part
1414
Gewindespindel
Threaded spindle
1515
Ende
The End
1616
Ende
The End
1717th
Zahnriemen
Timing belt
1818th
Zwischenräder
Idler gears
2020th
Arbeitsraum
working space
2121
Bearbeitungsposition
Machining position
2222
Schutzabdeckung
Protective cover
2323
, ,
2323
' Schwenkachse
'' Swivel axis
2424th
Greifer
Gripper
2525th
Feder
feather
2626
Gelenke
Joints
2727
Zahnstange
Rack
2828
Ritzel
pinion
2929
Säule
pillar
2929
' Auskragung
Cantilever
3030th
Greifposition
Gripping position
3131
Zugelement
Tension element
3232
Greifeinheit
Gripping unit
3333
Bett
bed
3434
Grundplatte
Base plate
3535
Revolver
revolver
3636
horizontale Achse
horizontal axis
Claims (27)
- - sowohl mit dem Basisteil (3) als auch mit dem Teleskopteil (11) des tele skopierbaren Armteiles (2a, 2b) wirkverbunden ist, und
- - insbesondere in Längsrichtung (10) des teleskopierbaren Armteiles (2a, 2b, . . .) angetrieben ist.
- - Both with the base part ( 3 ) and with the telescopic part ( 11 ) of the telescopic arm part ( 2 a, 2 b) is operatively connected, and
- - In particular in the longitudinal direction ( 10 ) of the telescopic arm part ( 2 a, 2 b,...) is driven.
- - der Wälzkörperträger ein Umlenkkopf (6) ist, um den ein endliches, nicht dehnbares Zugelement (7) herumgelegt ist, dessen eines Ende am Basisteil (3) und dessen anderes Ende am Teleskopteil (11) befestigt ist, und
- - wobei die freien Enden des Zugelementes (7) einen Zwischenwinkel von ungleich 180° aufweisen,
- - wobei der Umlenkkopf (6) in seiner Position relativ zum Basisteil (3) und/oder zum Teleskopteil (11) verlagerbar, insbesondere in Längsrichtung (10) verlagerbar, ist.
- - The rolling element carrier is a deflection head ( 6 ) around which a finite, non-stretchable tension element ( 7 ) is placed, one end of which is attached to the base part ( 3 ) and the other end of which is attached to the telescopic part ( 11 ), and
- - The free ends of the tension element ( 7 ) have an intermediate angle of not equal to 180 °,
- - The deflection head ( 6 ) in its position relative to the base part ( 3 ) and / or the telescopic part ( 11 ) is displaceable, in particular in the longitudinal direction ( 10 ).
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DE1999113615 DE19913615A1 (en) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Automation arm |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: HORSKY, ANTON, DIPL.-ING., 73117 WANGEN, DE KOHLHASE, MATTHIAS, DIPL.-ING., 78713 SCHRAMBERG, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |