Die
Erfindung betrifft eine Überlastsicherung mit
den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The
The invention relates to an overload protection with
the features in the preamble of the main claim.
Eine
solche Überlastsicherung
ist aus der DE 92
08 9080 U1 bekannt. Sie besteht aus zwei parallel und mit
Abstand zueinander angeordneten Flanschplatten, von denen eine dem
Werkzeug und die andere einer Roboterhand zugeordnet ist. Die Flanschplatten
werden mittels einer zugfesten Flanschhalterung in Form von Spannseilen
auf einer maximalen Distanz gehalten und sind randseitig mit einem
elastischen Balg verbunden. Die Flanschplatten und der Balg bilden
zwischen sich einen Druckraum, der mit einem Gas unter Druck befällt werden
kann. Durch den Gasdruck werden die Flanschplatten auf den von den
Spannseilen begrenzten Abstand distanziert. An mindestens einem
Spannseil ist ein Sensor angeordnet, der Kollisionen des Werkzeugs
feststellt, welche sich in einer Änderung der Seilspannung äußern. In einem
Kollisionsfall wird ein Auslassventil betätigt, welches den Druck in
der Druckkammer schnell verringert und die Überlastsicherung weich macht.
Sie kann dadurch im Belastungsfall nachgeben und Schäden verhindern. Über den
Sensor am Spannseil kann außerdem
ein Nothalt des Handhabungsgeräts oder
Roboters ausgelöst
werden.Such an overload protection is from the DE 92 08 9080 U1 known. It consists of two parallel and spaced apart flange plates, one of which is assigned to the tool and the other a robot hand. The flange plates are held by means of a tensile flange holder in the form of tensioning cables at a maximum distance and are peripherally connected to an elastic bellows. The flange plates and the bellows form a pressure space between them, which can be filled with a gas under pressure. Due to the gas pressure, the flange plates are distanced to the distance limited by the tension cables. At least one tensioning cable, a sensor is arranged, which detects collisions of the tool, which manifest themselves in a change in the cable tension. In the event of a collision, an outlet valve is actuated, which quickly reduces the pressure in the pressure chamber and softens the overload protection. As a result, it can yield under load and prevent damage. In addition, an emergency stop of the handling device or robot can be triggered via the sensor on the tensioning cable.
Andere Überlastsicherungen
mit Überdruckventilen,
die im Belastungsfall wirken und selbsttätig den Gasdruck im Druckraum
verringern, sind aus der DD 260 463 A1 und DD 261 986 A1 bekannt.
Abstandsänderungen
zwischen den Flanschplatten werden in diesen Fällen durch Weg messende Sensoren
oder einen Zylinder erfasst und ausgewertet.Other overload protection
with pressure relief valves,
which act in the load case and automatically the gas pressure in the pressure chamber
are known from DD 260 463 A1 and DD 261 986 A1.
changes in distance
between the flange plates are in these cases by way of measuring sensors
or a cylinder is detected and evaluated.
Zwischen
den Flanschplatten ist in diesen Fällen eine kegelförmige Manschette
angeordnet, die mit Längs-
und Querbewährungen
versehen ist und aus einem zugfesten Material besteht.Between
the flange plates in these cases is a conical sleeve
arranged with longitudinal
and cross currencies
is provided and consists of a tensile material.
Die DE 43 18 026 C1 zeigt
eine Überlastschutzreinrichtung
für Roboter
mit einer Druckkammer mit starren Kammerwänden nebst einem Kolben, der
eine Entlüftungsöffnung der
Druckkammer verschließt.
Im Überlastfall
kippt der ringförmige
Kolben und gibt die Entlüftungsöffnung frei.
Die Betriebs- und Anschlaglage des Ringkolbens an der Entlüftungsöffnung wird
durch einen induktiven Sensor überwacht.The DE 43 18 026 C1 shows an overload protection device for robots with a pressure chamber with rigid chamber walls and a piston which closes a vent opening of the pressure chamber. In case of overload, the annular piston tilts and releases the vent opening. The operating and stop position of the ring piston at the vent opening is monitored by an inductive sensor.
Die DE 198 34 333 A1 befasst
sich mit einer Vorrichtung zum Verhindern kollisionsbedingter Beschädigungen
in einer explosionsgefährdeten
Umgebung. Hierbei ist eine Druckkammer mit einer Verschlussscheibe
vorhanden, die eine Auslassöffnung abdeckt.
Die Druckkammer hat starre Wände
und besitzt eine innenliegende Schraubenfeder zur Positionierung
der Verschlussscheibe. Außerdem
ist ein Drucksensor vorhanden. Bei der Auslenkung und Öffnung der
Verschlussscheibe sinkt der Kammerinnendruck. Sobald dieser unter
einen vorbestimmten Wert fällt,
schaltet der Drucksensor die Antriebsvorrichtung ab.The DE 198 34 333 A1 deals with a device for preventing collision-induced damage in a potentially explosive environment. In this case, a pressure chamber with a closure disc is present, which covers an outlet opening. The pressure chamber has rigid walls and has an internal coil spring for positioning the shutter disc. There is also a pressure sensor. When the shutter disc is deflected and opened, the chamber internal pressure drops. As soon as it falls below a predetermined value, the pressure sensor switches off the drive device.
In
der DE 38 21 548 A1 ist
eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Lage- und Positionstoleranzen für einen
Greifer eines Industrieroboters angesprochen. Hierbei ist ein Druckmittel-Balgzylinder
vorhanden, der einen Zentrierelementhalter trägt. Am anderen Ende ist der
Druckmittel-Balgzylinder an einem Flansch befestigt, an dem das
Greifwerkzeug montiert wird. Der Zentrierelementhalter ist innerhalb
eines ringförmigen
Gehäuses
mit einer Festscheibe angeordnet, in dessen Innenraum sich auch
eine Losscheibe mit definiertem Abstand über der Festscheibe befindet.
Lageänderungen
und Kollisionen äußern sich
in einer Abstandsänderung
zwischen Festscheibe und Losscheibe, welche durch mehrere Näherungsschalter
detektiert wird.In the DE 38 21 548 A1 a device for compensating position and position tolerances for a gripper of an industrial robot is addressed. Here, a pressure medium bellows cylinder is present, which carries a centering element holder. At the other end, the pressure medium bellows cylinder is attached to a flange on which the gripping tool is mounted. The centering element holder is arranged within an annular housing with a fixed disk, in the interior of which there is also a loose disk at a defined distance above the fixed disk. Changes in position and collisions are expressed in a change in distance between the fixed disk and the loose disk, which is detected by several proximity switches.
In
der DE 37 01 651 A1 ist
eine Sicherheitseinrichtung für
Industrieroboter zu finden, die ähnlich wie
der eingangs genannte Stand der Technik mit einer starrwandigen
Druckkammer ausgebildet ist, deren Auslassöffnung durch einen Kolben oder
eine Scheibe verschlossen wird. Der im Kollisionsfall entstehende
Druckabfall soll durch einen elektromagnetischen Wandler überwacht
werden.In the DE 37 01 651 A1 is to find a safety device for industrial robots, which is similar to the above-mentioned prior art formed with a rigid-walled pressure chamber, the outlet opening is closed by a piston or a disc. The resulting pressure drop in the event of a collision should be monitored by an electromagnetic transducer.
Die
in der DE 36 20 391
A1 gezeigte Überlastsicherung
hat eine ähnlich
Ausbildung wie die eingangs genannte DE 92 08 908 U1 . Auch hier sind zwei Flanschplatten
durch Stäbe
oder Seile miteinander zugfest verbunden und werden durch einen Druckmittelzylinder
auf Abstand gehalten. Die Messelemente zum Detektieren von Kollisionen
sind in der einen Ausführungsform
als Dehnmessstreifen an den Stäben
oder Seilen angeordnet. In der anderen Ausführungsform sind Quarze zwischen
dem Befestigungsflansch des Roboters und der einen Flanschplatte
angeordnet.The in the DE 36 20 391 A1 The overload protection shown has a similar training as the aforementioned DE 92 08 908 U1 , Again, two flange plates are connected by rods or ropes together tensile strength and are held by a pressure medium cylinder at a distance. The measuring elements for detecting collisions are arranged in one embodiment as strain gauges on the bars or ropes. In the other embodiment, quartzes are disposed between the mounting flange of the robot and the one flange plate.
Die
in der DE 36 05 505
A1 offenbarte Stoßschutz-Sicherheitseinrichtung
besitzt zwei parallele Platten mit einer dazwischen angeordneten
elastischen Ringdichtung. An der einen mit der Roboterhand verbundenen
Platte ist ein mit Druckluft oder Hydrauliköl oder einem anderen kompressiblen
Medium beaufschlagter Zylinder angeordnet, der mit einem Kolben
zusammenwirkt, der von der anderen beweglichen Platte beaufschlagt
wird. Am Kolbenumfang sind Dauermagnete angeordnet. Im Überlastfall
wird der Kolben im Zylinder verschoben, wobei die Magnetbewegung über einen
Fühlerschalter erfasst
wird und auf dessen Signal hin zu einer Roboterabschaltung führt. Die Überlastsicherung
soll zugleich eine Pufferung oder Dämpfung der auftretenden Stöße bewirken,
wobei das im Zylinder befindliche Medium komprimiert oder ggf. über eine
Fluidleitung zu Dämpfungszwecken
abgelassen wird.The in the DE 36 05 505 A1 disclosed impact protection safety device has two parallel plates with an interposed elastic ring seal. On the one hand connected to the robot hand plate is provided with compressed air or hydraulic oil or other compressible medium cylinder arranged, which cooperates with a piston which is acted upon by the other movable plate. At the piston circumference permanent magnets are arranged. In case of overload, the piston is displaced in the cylinder, whereby the magnetic movement is detected by a sensor switch and leads to the signal of a robot shutdown. The overload protection is at the same time a buffering or damping occur cause the shocks, wherein the medium contained in the cylinder is compressed or possibly discharged via a fluid line for damping purposes.
Bei
der in der DD 252 512 A3 gezeigten Überlastsicherung werden zwei
parallele Flansche von einer Druckkammer in einem Gehäuse beaufschlagt
und sind durch Kugelrasten lageverbunden. An den Kugelrasten sind
Sensoren angeordnet, die im Kollisionsfall eine Relativbewegung
der Flanschplatten feststellen. In der Druckkammer selbst ist keine
Sensorik vorhanden.at
The overload protection shown in DD 252 512 A3 becomes two
parallel flanges acted upon by a pressure chamber in a housing
and are connected by ball stops. At the ball stops are
Sensors arranged in the event of a collision, a relative movement
the flange plates. In the pressure chamber itself is no
Sensors available.
Die
in der DD 250 493 A1 offenbarte Überlastsicherung
für einen
Roboter funktioniert ähnlich wie
der eingangs genannte Stand der Technik und besitzt eine starre
Druckkammer mit einer Auslassöffnung,
die durch eine Scheibe oder einen Kolben in Betriebslage verschlossen
und abgedichtet ist. Im Kollisionsfall weicht die Scheibe aus und
ermöglicht einen
Druckabfall, der von einem an die Druckkammer angeschlossenen Sensor
erfasst wird und zum Abschalten des Roboters führt.The
in DD 250 493 A1 disclosed overload protection
for one
Robot works much like
the aforementioned prior art and has a rigid
Pressure chamber with an outlet opening,
closed by a disc or a piston in operating position
and sealed. In case of collision, the disc differs and
allows one
Pressure drop from a sensor connected to the pressure chamber
is detected and leads to shutdown of the robot.
Aus
der US-A-5,964,124 und der US-A-5,086,901 sind Überlastsicherungen bekannt, die ähnlich wie
der vorgenannte Stand der Technik ausgebildet sind und mit einer
Druckkammer nebst Kolben oder Verschlussscheibe und einem im Kollisionsfall
auftretenden sensorisch detektierten Druckverlust arbeiten.Out
US-A-5,964,124 and US-A-5,086,901 are known overload protection similar to
the aforementioned prior art are formed and with a
Pressure chamber together with piston or shutter disc and one in case of collision
occurring sensory detected pressure loss work.
Bei
der in der US-A-4,717,003 gezeigten Überlastsicherung wirken ein
Gehäuse
und eine Werkzeugflanschplatte unter Bildung eines Druckraums mit
zusätzlicher
Federkraft zusammen. Im Kollisionsfall werden Lageänderungen
zwischen dem starwandigen Gehäuse
und der Flanschplatte durch Näherungssensoren
detektiert.at
the overload protection shown in US-A-4,717,003 act
casing
and a tool flange plate to form a pressure space with
additional
Spring force together. In the event of a collision, changes in position occur
between the star-walled housing
and the flange plate by proximity sensors
detected.
Die
aus der EP 0 250 133
A1 bekannte Überlastsicherung
funktioniert ebenfalls wie der vorstehend gewürdigte Stand der Technik und
besitzt einen starrwandigen Zylinder mit einem beweglich darin angeordneten
Kolben. Die im Überlastfall
auftretenden Kolbenbewegungen werden durch Sensoren und Magnete
detektiert.The from the EP 0 250 133 A1 known overload protection also works as the above-appreciated prior art and has a rigid-walled cylinder with a piston movably disposed therein. The piston movements occurring in case of overload are detected by sensors and magnets.
Die
in der EP 0 162220
A1 gezeigte Überlastsicherung
ist ebenfalls von konventioneller Bauart und besteht aus einem Zylinder
mit einer von einem Kolben oder einer Scheibe verschlossenen Auslassöffnung.
Im Kollisionsfall tritt ein Druckabfall im Zylinder auf, der durch
eine angeschlossene Sensorik detektiert wird.The in the EP 0 162220 A1 The overload protection shown is also of conventional design and consists of a cylinder with a closed by a piston or a disc outlet. In the event of a collision, a pressure drop occurs in the cylinder, which is detected by a connected sensor.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorbekannten Überlastsicherungen
weiter zu verbessern.It
Object of the present invention, the previously known overload protection
continue to improve.
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.The
Invention solves
this task with the features in the main claim.
Die
beanspruchte Überlastsicherung
mit dem unter Innendruck stehenden verformbaren Druckraum und der
Druckmesseinrichtung hat den Vorteil, dass sich damit Überlast-Zustände schnell, genau
und zuverlässig
erfassen und signaltechnisch auswerten lassen. Hierbei reagiert
die Überlastsicherung
sowohl auf Druckbelastung, wie auch auf Momentenbelastung. Jede
durch eine Kollision oder eine anderweitige Über-Belastung entstehende Lageänderung
der Flanschelemente äußert sich
in einer Veränderung
des Druckraums und des hier herrschenden Innendrucks, was von der
Druckmesseinrichtung registriert und signaltechnisch ausgewertet wird.
Die Reaktion ist sicher und schnell.The
claimed overload protection
with the under pressure inside deformable pressure chamber and the
Pressure measuring device has the advantage that it overload conditions quickly, accurately
and reliable
record and signal-technically evaluate. This reacts
the overload protection
both on pressure load as well as on moment load. each
by a collision or otherwise over-stress resulting change in position
the flange elements are expressed
in a change
the pressure chamber and the prevailing internal pressure, which is from the
Pressure measuring device registered and evaluated by signal technology.
The reaction is safe and fast.
Ein
besonderer Vorteil der Überlastsicherung ist
ihre Fähigkeit
zur dynamischen Anpassung. Die Überlastsicherung
lässt sich
in ihrer Auslöseschwelle verändern und
an unterschiedlich hohe Belastungen oder Auslösekräfte bzw. Auslösemomente
anpassen. Bei schnellen Roboterbewegungen ist eine höhere Steifigkeit
und eine höhere
Auslöseschwelle
der Überlastsicherung
gefordert, um den durch die Dynamik bedingt höheren Betriebskräften Stand
zu halten. Bei langsameren Geschwindigkeiten, z.B. bei Positionierfahrten,
bei denen häufig
auch eine höhere
Kollisionsgefahr besteht, sind geringere Betriebskräfte vorhanden,
so dass die Steifigkeit und die Auslöseschwelle der Überlastsicherung
entsprechend reduziert werden können.
Diese Anpassung kann durch Änderung
des Innendrucks in der Druckkammer erfolgen. Eine Verringerung des
Drucks hat zudem den Vorteil, dass im Kollisionsfall die Überlastsicherung weicher
ist und eine größere Nachgiebigkeit
hat. Der zur Verfügung
stehende Ausweichweg für
das kollidierende Werkteil ist größer, so dass auch den durch unterschiedliche
Masseträgheiten
bedingten unterschiedlich großen
Nachlaufwegen von Werkteil und Handhabungsgerät im Kollisionsfall Rechnung
getragen werden kann.One
particular advantage of the overload protection is
her ability
for dynamic adaptation. The overload protection
let yourself
change in their triggering threshold and
at different high loads or tripping forces or tripping moments
to adjust. With fast robot movements is a higher rigidity
and a higher one
triggering threshold
the overload protection
required to withstand the higher operating forces due to the dynamics
to keep. At slower speeds, e.g. in positioning trips,
where frequent
also a higher one
Danger of collision, lower operating forces are present,
so that the rigidity and the release threshold of the overload protection
can be reduced accordingly.
This adjustment can be made by change
the internal pressure in the pressure chamber done. A reduction in the
Drucks also has the advantage that in case of collision, the overload protection softer
is and a greater yielding
Has. The available
standing alternative way for
the colliding part of the work is larger, so that also by the different
inertia
conditional of different sizes
Traces due to movement of workpiece and handling device in case of collision
can be worn.
Die Überlastsicherung
zeichnet sich ferner durch eine Not-Spreizeinrichtung aus, die bei Ausfall der
Betriebsversorgung, insbesondere der Druckmittelversorgung selbsttätig reagiert
und ein Zusammenbrechen der Überlastsicherung
verhindert. Eine Beschädigung
der Werkteile oder des Roboters durch einen Ausfall der Überlastsicherung
kann vermieden werden. Durch den Anschluss an die gleiche Druckmittelversorgung
wie der Druckraum kann die Not-Spreizeinrichtung unmittelbar und
ohne Zwischenschaltung von Detektoren oder dergleichen reagieren.
Außerdem
kann durch diese Ausbildung der Bauaufwand erheblich reduziert werden.The overload protection
is also characterized by an emergency spreader, which in case of failure of the
Operating supply, in particular the pressure medium supply reacts automatically
and a collapse of the overload protection
prevented. A damage
of the workpieces or of the robot due to a failure of the overload protection
can be avoided. By connecting to the same pressure medium supply
As the pressure chamber, the emergency spreader can immediately and
react without the interposition of detectors or the like.
Furthermore
can be significantly reduced by this training, the construction cost.
Die
Druckmittelversorgung der Überlastsicherung
bietet in Verbindung mit der Druckmesseinrichtung ferner den Vorteil,
dass sich die Steifigkeit und Belastungsaufnahmefähigkeit
der Überlastsicherung
genau auf die gewünschten
Werte einstellen und regeln lässt.
Die Druckmesseinrichtung bietet hierfür das erforderliche Feedback.
Die Druckmesseinrichtung kann außerdem über eine geeignete Steuerung
mit ihren Auslöseschwellen
an die jeweils vorhandenen Druckverhältnisse ohne großen Aufwand
angepasst und optimiert werden.The pressure medium supply of the overload protection offers in conjunction with the Druckmessein Another advantage is that the rigidity and load-bearing capacity of the overload protection can be set and controlled precisely to the desired values. The pressure measuring device provides the necessary feedback for this. The pressure measuring device can also be adapted and optimized by means of a suitable control with their triggering thresholds to the existing pressure conditions without much effort.
Für eine zuverlässige Funktion
der Überlastsicherung
ist es ferner von Vorteil, in Paaren angeordnete Spannseile als
Flanschhalterung zu verwenden. Hierdurch wird die Ansprechfähigkeit
der Überlastsicherung
verbessert. Momentenbelastungen und relative Drehbewegungen der
Flanschelemente um ihre Zentralachse werden zuverlässig in
eine lineare Annäherung
der Flanschelemente und eine damit einhergehende Veränderung
des Druckraums und des herrschenden Innendrucks umgesetzt. Auch
gegenseitige Kippstellungen der Flanschelemente werden besser und
zuverlässig
erfasst und signaltechnisch ausgewertet.For a reliable function
the overload protection
It is also advantageous, arranged in pairs tensioning cables as
Flange mount to use. This will increase the responsiveness
the overload protection
improved. Moment loads and relative rotational movements of the
Flange elements around their central axis become reliable in
a linear approach
the flange elements and an associated change
the pressure chamber and the prevailing internal pressure implemented. Also
mutual tilting of the flange elements are better and
reliable
recorded and signal-technically evaluated.
In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In
the dependent claims
are further advantageous embodiments of the invention indicated.
Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:The
The invention is for example and schematically in the drawings
shown. In detail show:
1:
eine Überlastsicherung
im Querschnitt und in Betriebsposition, 1 an overload protection in cross-section and in operating position,
2:
die Überlastsicherung
von 1 in einem möglichen
Auslösefall
bei Kippstellung der Flanschelemente, 2 : the overload protection of 1 in a possible triggering case with tilted position of the flange elements,
3:
eine Überlastsicherung
gemäß 1 mit
einer Not-Spreizeinrichtung in Auslösestellung, 3 : an overload protection according to 1 with an emergency spreader in trigger position,
4:
eine Draufsicht auf die Überlastsicherung
gemäß Pfeil
IV von 1 und 4 : A plan view of the overload protection according to arrow IV of 1 and
5 und 6:
schematische Darstellungen von Seiländerungen im Ruhezustand und
im Belastungsfall. 5 and 6 : schematic representations of rope changes at rest and under load.
Die
Erfindung betrifft eine Überlastsicherung (1),
die für
eine Anordnung zwischen einem Werkteil (3) und einem Handhabungsgerät (2)
vorgesehen ist. Das Handhabungsgerät (2) kann von beliebiger
Art sein. Vorzugsweise handelt es sich um einen mehrachsigen Roboter,
insbesondere einen Gelenkarmroboter mit sechs oder mehr Achsen,
der auch eine mehrachsige Roboterhand aufweist. Die Überlastsicherung
(1) ist am Abtriebsflansch der Roboterhand angeordnet,
was in 1 schematisch angedeutet ist. Das Werkteil (3)
kann von beliebiger Art sein und z.B. aus einem Werkzeug zum Handhaben
oder Bearbeiten von Bauteilen, insbesondere Karosseriebauteilen
von Fahrzeugen, bestehen. Es ist ebenfalls in 1 in
einer abgebrochenen Schemadarstellung angedeutet.The invention relates to an overload protection ( 1 ) required for an arrangement between a work piece ( 3 ) and a handling device ( 2 ) is provided. The handling device ( 2 ) can be of any kind. Preferably, it is a multi-axis robot, in particular a Gelenkarmroboter with six or more axes, which also has a multi-axis robot hand. The overload protection ( 1 ) is arranged on the output flange of the robot hand, which is in 1 is indicated schematically. The work part ( 3 ) may be of any type and, for example, from a tool for handling or editing of components, in particular body parts of vehicles exist. It is also in 1 indicated in a broken schematic representation.
Die Überlastsicherung
(1) besteht aus zwei im Abstand und vorzugsweise parallel
zueinander angeordneten Flanschelementen (5, 6),
die z.B. als ringscheibenförmige
Flanschplatten ausgebildet sind. Die eine Flanschplatte (5)
ist mit der Roboterhand (2) und die andere Flanschplatte
(6) mit dem Werkteil (3) verbunden. Die Flanschplatten
(5, 6) werden untereinander durch eine zugfeste
Flanschhalterung (17) und ein elastisches Verbindungselement
(8) verbunden.The overload protection ( 1 ) consists of two spaced apart and preferably parallel to each other flange elements ( 5 . 6 ), which are formed, for example, as annular disk-shaped flange plates. The one flange plate ( 5 ) is with the robot hand ( 2 ) and the other flange plate ( 6 ) with the workpiece ( 3 ) connected. The flange plates ( 5 . 6 ) are interconnected by a tensile flange mount ( 17 ) and an elastic connecting element ( 8th ) connected.
Das
Verbindungselement (8) ist vorzugsweise biegeelastisch
und dabei zug- und dehnfest. Es ist z.B. als ringförmiger ausgebauchter
Balg ausgebildet, der die Flanschelemente (5, 6)
an deren Randbereich umlaufend und abdichtend verbindet. Von den
Flanschelementen (5, 6) und dem Balg (8)
wird ein zwischen den Flanschelementen (5, 6)
befindlicher Druckraum (7) dicht umschlossen. Die nachfolgend
näher erläuterte Flanschhalterung
(17) ist vorzugsweise im Druckraum (7) angeordnet.The connecting element ( 8th ) is preferably flexurally elastic and tensile and tensile strength. It is formed, for example, as an annular bulged bellows, which the flange elements ( 5 . 6 ) at the edge region circumferentially and sealingly connects. From the flange elements ( 5 . 6 ) and the bellows ( 8th ) is a between the flange elements ( 5 . 6 ) pressure space ( 7 ) tightly enclosed. The below explained in more detail flange mount ( 17 ) is preferably in the pressure chamber ( 7 ) arranged.
Der
Druckraum (7) kann mit einem komprimierbaren Druckmittel
befüllt
werden. Dies ist vorzugsweise ein unter Druck stehendes Gas, insbesondere
Druckluft. Alternativ sind auch beliebige andere komprimierbare
Druckmittel möglich.
Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Fluide. Durch seine Dehnfestigkeit
behält
das Verbindungselement (8) unter Belastung durch diesen
Druck seine Länge
und Breite, wobei es wegen seiner Biegeelastizität Relativbewegungen der Flanschelemente
(5, 6) durch Verformung und veränderliche
Ausbauchung folgen kann.The pressure chamber ( 7 ) can be filled with a compressible pressure medium. This is preferably a pressurized gas, in particular compressed air. Alternatively, any other compressible pressure medium are possible. Preferably, these are fluids. Due to its tensile strength, the connecting element ( 8th ) under load by this pressure its length and width, and it is due to its bending elasticity relative movements of the flange ( 5 . 6 ) can be followed by deformation and variable bulge.
Für die Einspeisung
des Druckmittels in den Druckraum (7) ist eine Druckmittelversorgung
(11) vorgesehen, deren Komponenten vorzugsweise an der
dem Roboter (2) zugeordneten Flanschelement (5)
angeordnet sind.For feeding the pressure medium into the pressure chamber ( 7 ) is a pressure medium supply ( 11 ) whose components are preferably attached to the robot ( 2 ) associated flange element ( 5 ) are arranged.
Die
Flanschhalterung (17) kann in beliebig geeigneter Weise
ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um mindestens drei schräg
angeordnete und gleichmäßig im Kreis verteilte
Spannseile (18, 19), deren Seilachsen sich in
einem gemeinsamen Schnittpunkt (21) auf der Zentralachse
(4) der Flanschelemente (5, 6) schneiden.
Die Zentralachse (4) ist vorzugsweise zugleich die Abtriebsachse
oder Handachse VI der Roboterhand (2). Der Schnittpunkt
(21) liegt bevorzugt auf der Werkteilseite. Die Spannseile
(18, 19) sind an beiden Flanschplatten (5, 6) über Seilfixierungen
(22) befestigt, wobei jeweils mindestens eine Seilfixierung (22)
von außen
verstellbar ist und eine Einstellung der gewünschten Seillänge und
des hierdurch bestimmten Flanschplattenabstandes ermöglicht.
Die Seile (18, 19) sind zugfest und bestehen z.B.
aus metallischen Drähten.The flange holder ( 17 ) may be formed in any suitable manner. In the illustrated embodiment, it is at least three obliquely arranged and evenly distributed in a circle tensioning cables ( 18 . 19 ) whose cable axles are in a common point of intersection ( 21 ) on the central axis ( 4 ) of the flange elements ( 5 . 6 ) to cut. The central axis ( 4 ) is preferably at the same time the output axis or hand axis VI of the robot hand ( 2 ). The intersection ( 21 ) is preferably on the workpiece side. The tensioning cables ( 18 . 19 ) are on both flange plates ( 5 . 6 ) via rope fixings ( 22 ), wherein in each case at least one cable fixing ( 22 ) Is adjustable from the outside and an adjustment of the desired rope length and thereby be allowed for flange plate spacing. The ropes ( 18 . 19 ) are tensile and consist eg of metallic wires.
In
der bevorzugten Anordnung mit dem Schnittpunkt (21) auf
der Werkteilseite haben die werkteilseitigen Befestigungspunkte
der Spannseile (18, 19) einen kleineren gegenseitigen
Abstand als die anderen Befestigungspunkte am roboterseitigen Flanschelement
(5). Wie 4 verdeutlicht, sind die Spannseile
(18, 19) in einem Ring oder Kreis gleichmäßig und
konzentrisch um die Zentralachse (4) angeordnet.In the preferred arrangement with the intersection ( 21 ) on the workpiece side, the attachment points of the tensioning cables ( 18 . 19 ) a smaller mutual distance than the other attachment points on the robot-side flange element ( 5 ). As 4 clarifies, the tensioning cables ( 18 . 19 ) in a ring or circle evenly and concentrically around the central axis ( 4 ) arranged.
Die
Spannseile (18, 19) können drei oder mehr einzelne
Seile sein mit einer Anordnung und Ausrichtung entsprechend der DE 92 08 980 U1 .
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist eine Variante vorgesehen, in der jeweils zwei Spannseile (18, 19)
in enger Nachbarschaft angeordnet sind und miteinander ein Seilpaar
(20) bilden. Die Seilpaare (20) sind ebenfalls
ringförmig
und gleichmäßig um die
Zentralachse (4) angeordnet, wobei sich auch die schräg ausgerichteten
einzelnen Spannseile (18, 19) mit ihren Seilachsen
in deren Verlängerung
nach wie vor im Schnittpunkt (21) treffen.The tensioning cables ( 18 . 19 ) can be three or more individual ropes with an arrangement and orientation according to the DE 92 08 980 U1 , In the embodiment shown, a variant is provided, in each of which two tensioning cables ( 18 . 19 ) are arranged in close proximity and together a pair of cables ( 20 ) form. The rope pairs ( 20 ) are also annular and uniform around the central axis ( 4 ), wherein also the obliquely oriented individual tensioning cables ( 18 . 19 ) with their axles in their extension still at the intersection ( 21 ) to meet.
Die
Spannseile (18, 19) und insbesondere ihre paarweise
Anordnung bewirken, dass nicht nur Druckbelastungen, sondern auch
Momenten- oder Kippbelastungen des Werkteils (3) sich in
einer zumindest bereichsweisen Annäherung der Flanschelementen
(5, 6) auswirken. 5 zeigt
hierzu die normale Betriebsstellung der Überlastsicherung (1)
und die Spannstellung der Spannseile (18, 19)
bzw. Seilpaare (20). Wenn eine Momentenbelastung um die Zentralachse
(4) auftritt, dreht sich die werkteilseitige Flanschplatte
(6) gegenüber
der roboterseitigen Flanschplatte (5). Innerhalb der Seilpaare
(20) wird hierbei in der angegebenen Drehrichtung jeweils
das eine Spannseil (18) auf Zug beansprucht und straff gehalten,
wobei das andere Spannseil (19), welches in Drehrichtung
vorn liegt, erschlafft. Durch die Drehbewegung der Flanschplatte
(6) werden die gespannten Seile (18) aus ihrer
Ausgangsstellung abgelenkt und in Umfangsrichtung verdreht, was
die in 6 gezeigte lineare Annäherung der Flanschplatte (6)
gegenüber
der roboterseitigen Flanschplatte (5) zur Folge hat. Durch
die gleichmäßige Verteilung der
Spannseile (18) bleibt hierbei die Parallellage und zentrische
Ausrichtung der Flanschplatten (5, 6) erhalten.The tensioning cables ( 18 . 19 ) And in particular their paired arrangement cause not only pressure loads, but also moments or tipping loads of the workpiece ( 3 ) in an at least regional approach of the flange elements ( 5 . 6 ). 5 shows the normal operating position of the overload protection ( 1 ) and the tensioning position of the tensioning cables ( 18 . 19 ) or pairs of cables ( 20 ). If a moment load around the central axis ( 4 ) occurs, the workpiece-side flange plate ( 6 ) relative to the robot-side flange plate ( 5 ). Within the rope pairs ( 20 ) is in this case in the specified direction of rotation in each case a tensioning cable ( 18 ) claimed to train and kept taut, the other tensioning cable ( 19 ), which lies forward in the direction of rotation, slackened. Due to the rotary movement of the flange plate ( 6 ), the tensioned ropes ( 18 ) deflected from its initial position and twisted in the circumferential direction, which is the in 6 shown linear approach of the flange plate ( 6 ) relative to the robot-side flange plate ( 5 ). Due to the even distribution of the tensioning cables ( 18 ), the parallel position and centric orientation of the flange plates ( 5 . 6 ) receive.
Die
gezeigte lineare Annäherung
der Flanschplatten (5, 6) wirkt sich in einer
Veränderung und
insbesondere einer Verkleinerung des Druckraums (7) aus,
was eine dortige Erhöhung
des Innendrucks zur Folge hat.The shown linear approach of the flange plates ( 5 . 6 ) affects in a change and in particular a reduction of the pressure chamber ( 7 ), resulting in a local increase in internal pressure.
Eine ähnliche
Situation entsteht, wenn wie in 2 eine Kippbelastung
auf das Werkteil (3) um eine quer zur Zentralachse (4)
verlaufende Kippachse einwirkt. Der biegeelastische und zugleich
dehnungsfeste Balg (8) gibt auch in diesem Fall durch Veränderung
der Ausbauchung oder Krümmung nach
und erlaubt die Einnahme der in 2 gezeigten
gegenseitigen Kippstellung und Winkelstellung der Flanschplatten
(5, 6). Auch in diesem Fall wird der Innendruck
im Druckraum (7) erhöht.A similar situation arises when, as in 2 a tilting load on the workpiece ( 3 ) about a transverse to the central axis ( 4 ) running tilting axis acts. The flexible and stretch-resistant bellow ( 8th ) also gives in this case by changing the bulge or curvature and allows the ingestion of 2 shown mutual tilting position and angular position of the flange plates ( 5 . 6 ). Also in this case, the internal pressure in the pressure chamber ( 7 ) elevated.
Die Überlastsicherung
(1) besitzt eine den Druck im Druckraum (7) erfassende
Druckmesseinrichtung (9), die mit dem Handhabungsgerät (2)
signaltechnisch verbunden ist. Die Überlastsicherung (1)
wird von der Druckmittelversorgung (11) mit einem einstellbaren
Innendruck im Druckraum (7) aufgeblasen, wobei dieser Druck
die Flanschelemente (5, 6) voneinander distanziert
und deren Lage unter Mitwirkung der Flanschhalterung (17)
stabilisiert. Die Überlastsicherung
(1) erhält
hierdurch eine über
die Innendruckhöhe
bestimmbare Steifigkeit und erlaubt die Übertragung von Kräften und
Momenten zwischen dem Handhabungsgerät (2) und dem Werkteil (3).
Die Formsteifigkeit der Überlastsicherung
(1) ist hierbei auf die im Betrieb auftretenden Kraft-
und Momentenbelastung angepasst und liegt ggf. um ein einstellbares
Maß darüber. Durch
eine Veränderung des
Innendrucks kann die Steifigkeit der Überlastsicherung (1)
an unterschiedliche Einsatzfälle
angepasst und dynamisiert werden.The overload protection ( 1 ) has a pressure in the pressure chamber ( 7 ) detecting pressure measuring device ( 9 ) connected to the handling device ( 2 ) is connected by signal technology. The overload protection ( 1 ) is supplied by the pressure medium supply ( 11 ) with an adjustable internal pressure in the pressure chamber ( 7 ), whereby this pressure causes the flange elements ( 5 . 6 ) distanced from each other and their position with the cooperation of the flange holder ( 17 ) stabilized. The overload protection ( 1 ) thereby obtains a determinable via the internal pressure level stiffness and allows the transmission of forces and moments between the handling device ( 2 ) and the workpiece ( 3 ). The stiffness of the overload protection ( 1 ) is in this case adapted to the force and torque load occurring during operation and is possibly an adjustable degree above it. By changing the internal pressure, the rigidity of the overload protection ( 1 ) adapted to different applications and made dynamic.
Wenn
im Betrieb Überbelastungen
auftreten, die z.B. im Fall einer Kollision des Werkteils (3)
zu einer Einwirkung von äußeren Kräften oder
Momenten führen,
die höher
als die eingestellte Formsteifigkeit der Überlastsicherung (1)
sind, führt
dies in der vorbeschriebenen Weise zu einem Nachgeben der Überlastsicherung
(1) unter gegenseitiger Annäherung der Flanschplatten (5, 6)
und zu einem Anstieg des Drucks im Druckraum (7). Dieser
Druckanstieg wird von der Druckmesseinrichtung (9) erfasst
und signaltechnisch ausgewertet. Insbesondere kann hierdurch ein
Notaus-Signal für
das Handhabungsgerät (2)
generiert werden, dass den Roboter und ggf. auch andere Komponenten
in seiner Umgebung, z.B. andere Roboter, Werkteile oder dergleichen
in einer Anlage oder Fertigungszelle, zum Stillstand bringt.If overloads occur during operation, eg in the event of a collision of the workpiece ( 3 ) lead to an effect of external forces or moments which are higher than the set dimensional stability of the overload protection ( 1 ), this leads in the manner described above to a yielding of the overload protection ( 1 ) with mutual approach of the flange plates ( 5 . 6 ) and to an increase in the pressure in the pressure chamber ( 7 ). This pressure increase is measured by the pressure measuring device ( 9 ) and evaluated by signal technology. In particular, this can be an emergency stop signal for the handling device ( 2 ) are generated, which brings the robot and possibly other components in its environment, eg other robots, workpieces or the like in a plant or manufacturing cell to a standstill.
Die
Druckmesseinrichtung (9) besitzt ein oder mehrere Drucksensoren
(10), die im Druckraum (7) an geeigneter Stelle
angeordnet sind und sich z.B. an der Innenseite der roboterseitigen
Flanschplatte (5) befinden. Die Drucksensoren (10)
können in
beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Sie sind mittels einer
nicht dargestellten Signalleitung mit einer Steuerung (15)
verbunden, die an der Überlastsicherung
(1) oder auch an anderer Stelle, z.B. am Handhabungsgerät (2),
angeordnet sein kann. Die Steuerung (15) kann z.B. ein
Softwaremodul in der Robotersteuerung sein. In der Steuerung (15)
wird über
die Drucksensoren (10) permanent der Innendruck in der
Druckkammer (7) abgefragt und mit einem wählbaren
Sollwert verglichen. Überschreitet der
Druck eine einstellbare Schaltschwelle, wird von der Steuerung (15)
ein Reaktionssignal ausgelöst, welches
z.B. ein Nothaltsignal für
den Roboter (2) sein kann. Daneben sind auch andere Signalreaktionen
möglich.The pressure measuring device ( 9 ) has one or more pressure sensors ( 10 ) in the pressure room ( 7 ) are arranged at a suitable location and, for example, on the inside of the robot-side flange plate ( 5 ) are located. The pressure sensors ( 10 ) may be formed in any suitable manner. They are by means of a signal line, not shown, with a controller ( 15 ) connected to the overload protection ( 1 ) or elsewhere, eg on the handling device ( 2 ), can be arranged. The control ( 15 ) may be, for example, a software module in the robot controller. In the controller ( 15 ) becomes via the pressure sensors ( 10 ) permanently the internal pressure in the pressure chamber ( 7 ) and compared with a selectable setpoint. If the pressure exceeds an adjustable switching threshold, the controller ( 15 ) triggered a reaction signal, which, for example, an emergency stop signal for the robot ( 2 ) can be. In addition, other signal reactions are possible.
Der
in der Steuerung (15) vorgegebene Sollwert für den Druck
kann verändert
und an je nach Betriebsbedingungen unterschiedliche Solldrücke im Druckraum
(7) angepasst werden. Wenn z.B. in der vorbeschriebenen
Weise wegen hohen dynamischen Kräften
bei schnellen Roboterbewegungen eine höhere Steifigkeit der Überlastsicherung
(1) erforderlich ist, wird der besagte Druck erhöht. Wenn
z.B. langsame Positionierfahrten oder dgl. eine weichere und nachgiebigere Überlastsicherung
(1) verlangten, wird der Druck entsprechend verringert.
Die Druckmesseinrichtung (9) dient hierbei zum Einstellen
und Regeln des gewünschten
Innendrucks.The in the control ( 15 ) predetermined setpoint for the pressure can be changed and depending on the operating conditions different target pressures in the pressure chamber ( 7 ) be adjusted. If, for example, in the manner described above, a high stiffness of the overload safety device (due to high dynamic forces in the case of rapid robot movements ( 1 ) is required, said pressure is increased. For example, if slow positioning trips or the like. A softer and more flexible overload protection ( 1 ), the pressure is reduced accordingly. The pressure measuring device ( 9 ) serves to set and regulate the desired internal pressure.
Die
vorerwähnte
Druckmittelversorgung (11) ist zu diesem Zweck einstellbar
und ist mit einer entsprechenden Steuerung, vorzugsweise der Steuerung
(15) der Druckmesseinrichtung (9) verbunden. Die
Druckmittelversorgung (11) besteht aus einer in den Druckraum
(7) führenden
Druckmittelleitung (14), die mit einem externen Druckmittelanschluss (13) über ein
geeignetes steuerbares Ventil (12), z.B. ein Servoventil,
verbunden ist. Die Druckmittelleitung (14) ist z.B. in
der roboterseitigen Flanschplatte (5) verlegt. Das Servoventil
(12) ist über
eine elektrische Leitung (40) mit der Steuerung (15)
verbunden und ist an einer seitlichen Anschlussplatte (16)
montiert, die ihrerseits an einem vorstehenden Rand der roboterseitigen
Flanschplatte (5) befestigt ist. Über das Servoventil (12)
wird das z.B. mit einem Anschlussdruck von 6 bar zugeführte Druckmittel
so lange in den Druckraum (7) eingespeist, bis dort der
gewünschte
Innendruck herrscht. Etwaige Druckverluste durch Leckage oder dergleichen
können über das Servoventil
(12) und die Steuerung (15) in einer Regelung
ausgeglichen werden.The aforementioned pressure medium supply ( 11 ) is adjustable for this purpose and is with a corresponding control, preferably the controller ( 15 ) of the pressure measuring device ( 9 ) connected. The pressure medium supply ( 11 ) consists of one in the pressure chamber ( 7 ) leading pressure medium line ( 14 ) with an external pressure medium connection ( 13 ) via a suitable controllable valve ( 12 ), eg a servo valve. The pressure medium line ( 14 ) is eg in the robot-side flange plate ( 5 ). The servo valve ( 12 ) is via an electrical line ( 40 ) with the controller ( 15 ) and is connected to a lateral connection plate ( 16 ), which in turn on a projecting edge of the robot-side flange plate ( 5 ) is attached. Via the servo valve ( 12 ), the pressure medium supplied, for example, with a connection pressure of 6 bar, is introduced into the pressure chamber ( 7 ), until there the desired internal pressure prevails. Any pressure losses due to leakage or the like can be controlled via the servo valve ( 12 ) and the controller ( 15 ) are compensated in a scheme.
Der
Druck im Druckraum (7) und die Steifigkeit der Überlastsicherung
(1) können
von der Steuerung (15), insbesondere von der Robotersteuerung, applikations-
bzw. prozessabhängig
und dynamisch eingestellt und geregelt werden. In dem für die jeweilige
Applikation in der Robotersteuerung hinterlegten Bahnprogramm können entsprechende
Parameter zum Einstellen des jeweils erforderlichen Innendrucks
enthalten sein.The pressure in the pressure chamber ( 7 ) and the rigidity of the overload protection ( 1 ) can be controlled by the controller ( 15 ), in particular by the robot controller, application and process dependent and dynamically adjusted and regulated. In the path program stored for the respective application in the robot control, corresponding parameters for setting the respectively required internal pressure can be contained.
Die
steuerbare Druckmittelversorgung (11) und das Servoventil
(12) gestatten ferner bei Bedarf einen gezielten Ablass
des Druckmittels und eine Verringerung des Drucks im Druckraum (7).
Hierdurch kann im Kollisionsfall die Überlastsicherung (1) weich
und nachgiebig gemacht werden.The controllable pressure medium supply ( 11 ) and the servo valve ( 12 ) allow, if necessary, a targeted discharge of the pressure medium and a reduction of the pressure in the pressure chamber ( 7 ). In this way, in the event of a collision, the overload protection ( 1 ) are made soft and yielding.
Zur
Erfassung evtl. Zugbelastungen der Überlastsicherung (1)
kann ein Zugmesseinrichtung (39) vorhanden sein, die ebenfalls
mit der Steuerung (15) verbunden ist. Sie besteht z.B.
aus ein oder mehreren kraftmessenden Sensoren, insbesondere Dehnmessstreifen,
an ein oder mehreren Spannseilen (18, 19). Hierdurch
kann auch bei Überlast
auf Zug ein Nothalt ausgelöst
werden.For detecting possible tensile loads of the overload protection ( 1 ), a tension measuring device ( 39 ), which are also connected to the controller ( 15 ) connected is. It consists, for example, of one or more load-measuring sensors, in particular strain gauges, on one or more tensioning cables ( 18 . 19 ). As a result, an emergency stop can be triggered even with overload on train.
Die Überlastsicherung
(1) besitzt eine Not-Spreizeinrichtung
(23). Diese hat selbstständige erfinderische Bedeutung
und lässt
sich auch in Verbindung mit anderen konventionellen Überlastsicherungen
einsetzen. Sie dient dazu, bei einem Ausfall der Druckmittelversorgung
(11) ein Zusammenbrechen der Überlastsicherung (1)
zu verhindern.The overload protection ( 1 ) has an emergency spreader ( 23 ). This has independent inventive importance and can also be used in conjunction with other conventional overload protection. It serves, in case of failure of the pressure medium supply ( 11 ) a collapse of the overload protection ( 1 ) to prevent.
Die
Not-Spreizvorrichtung (23) besitzt ein mit den Flanschelementen
(5, 6) verbundenes Kniehebelsystem (24)
und einen Spreizantrieb (28), die unterschiedlich ausgebildet
sein können.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Spreizantrieb (28) als Zylinder (29) gestaltet,
der vorzugsweise mit dem gleichen Druckmittel betrieben wird, welches
auch in den Druckraum (7) eingespeist wird. Der Zylinder
(29) ist mit zwei Kniehebeln (25, 26)
und über
eine Druckmittelleitung (35) in der Flanschplatte (5)
mit der Druckmittelversorgung (11) verbunden.The emergency spreading device ( 23 ) has one with the flange elements ( 5 . 6 ) connected toggle lever system ( 24 ) and a spreading drive ( 28 ), which can be designed differently. In the illustrated embodiment, the spreading drive ( 28 ) as a cylinder ( 29 ), which is preferably operated with the same pressure medium, which also in the pressure chamber ( 7 ) is fed. The cylinder ( 29 ) is equipped with two toggle levers ( 25 . 26 ) and via a pressure medium line ( 35 ) in the flange plate ( 5 ) with the pressure medium supply ( 11 ) connected.
Wie 1 bis 3 verdeutlichen,
sind an beiden Enden des Zylinders (29) Kniehebel (25, 26) angeordnet,
die ggf. zur besseren Abstützung
in gekoppelten Kniehebel-Paaren vorhanden sind. Der eine vordere
Kniehebel (25) ist mit der Kolbenstange (31) verbunden,
die über
ein endseitiges Lagerauge am Zentralgelenk (27) des Kniehebels
(25) angreift. Der andere hintere Kniehebel (26)
ist über
ein entsprechendes Lagerauge und sein Zentralgelenk mit dem Zylindergehäuse (30)
und insbesondere dem Zylinderboden verbunden. Der Zylinder (29)
ist somit an den Kniehebeln (25,26) schwimmend
gelagert und zwischen den Flanschplatten (5,6)
schwebend gehalten.As 1 to 3 clarify are at both ends of the cylinder ( 29 ) Toggle lever ( 25 . 26 ), which are possibly present for better support in coupled toggle lever pairs. The one front knee lever ( 25 ) is with the piston rod ( 31 ) connected via an end bearing eye on the central joint ( 27 ) of the toggle lever ( 25 ) attacks. The other rear toggle ( 26 ) is via a corresponding bearing eye and its central joint with the cylinder housing ( 30 ) and in particular connected to the cylinder bottom. The cylinder ( 29 ) is thus at the knee levers ( 25 . 26 ) floating and between the flange plates ( 5 . 6 ) hovering.
Die
Kniehebel (25, 26) haben eine längs der Zentralachse
(4) sich erstreckende Wirkungsachse. Die unteren Lenker
der Kniehebel (25, 26) sind mit der roboterseitigen
Flanschplatte (5) durch einen Beschlag (38) gelenkig
verbunden. Die oberen Lenker sind mit einem parallel zu den Flanschplatten
(5, 6) sich erstreckenden Stützring (37) oder einer
Stützplatte
gelenkig verbunden. Bei einer Ausfahrbewegung des Zylinders (29)
werden die Kniehebel (25, 26) gespreizt und in
die in 3 gezeigte Strecklage gebracht, wobei der Stützring (37)
angehoben und an die werkteilseitige Flanschplatte (6)
angenähert
und ggf. auch in Kontakt gebracht wird. Die Flanschplatte (6)
kann eine an den Stützring
(37) angepasste und ggf. zentrierende Innenkontur mit einem
vorspringenden zentralen Bund, ringförmigen Vertiefungen oder dgl.
aufweisen. In der Streckstellung stützen die Kniehebel (25, 26)
die Flanschplatten (5, 6) gegeneinander ab und
verhindern deren gegenseitige Annäherung und ein unkontrolliertes
Einknicken der Überlastsicherung
(1).The knee levers ( 25 . 26 ) have one along the central axis ( 4 ) extending axis of action. The lower arms of the toggle lever ( 25 . 26 ) are connected to the robot-side flange plate ( 5 ) by a fitting ( 38 ) hingedly connected. The upper links are parallel to the flange plates ( 5 . 6 ) extending support ring ( 37 ) or a support plate hinged. In an extension movement of the cylinder ( 29 ), the knee levers ( 25 . 26 ) spread and in the in 3 shown extended position, wherein the support ring ( 37 ) and to the workpiece-side flange plate ( 6 ) and possibly brought into contact. The flange plate ( 6 ) one can be attached to the support ring ( 37 ) and optionally centering inner contour with a projecting central collar, annular recesses or the like. In the extended position, the knee levers ( 25 . 26 ) the flange plates ( 5 . 6 ) against each other and prevent their mutual approach and an uncontrolled buckling of the overload protection ( 1 ).
Die
Druckmittelleitung (35) des Zylinders (29) ist über ein
ggf. steuerbares Ventil (36), z.B. ein Zweiwegeventil,
mit dem externen Druckmittelanschluss (13) verbunden. Die
Druckmittelleitung (35) mündet in einer Druckkammer (34)
des Zylinders (29) an der Vorderseite des Kolbens (32).
Das Druckmittel beaufschlagt dadurch den Kolben (32) in
Richtung einer Einfahrbewegung der Kolbenstange (31), wobei der
zwischen den Zentralgelenken (27) schwimmend gehaltene
Zylinder (29) die Kniehebel (25, 26)
in der in 1 und 2 gezeigten
Ruhestellung einzieht. In dieser Ruhestellung erlaubt der abgesenkte
Stützring
(37) ein Einknicken oder Annähern der werkteilseitigen Flanschplatte
(6) gegenüber
der roboterseitigen Flanschplatte (5).The pressure medium line ( 35 ) of the cylinder ( 29 ) is via a possibly controllable valve ( 36 ), eg a two-way valve, with the external pressure medium connection ( 13 ) connected. The pressure medium line ( 35 ) flows into a pressure chamber ( 34 ) of the cylinder ( 29 ) at the front of the piston ( 32 ). The pressure medium thereby acts on the piston ( 32 ) in the direction of a retraction movement of the piston rod ( 31 ), between the central joints ( 27 ) floating cylinders ( 29 ) the knee levers ( 25 . 26 ) in the 1 and 2 moves shown rest position. In this rest position, the lowered support ring ( 37 ) a buckling or approach of the workpiece side flange plate ( 6 ) relative to the robot-side flange plate ( 5 ).
Die
Einknick- oder Annäherungsbewegung kann
allerdings durch den Stützring
(37) oder den Zylinder (29) in der Ruhestellung
begrenzt werden, so dass die Not-Spreizeinrichtung
(23) auch einen Festanschlag für die Flanschplattenbewegungen
im Normalbetrieb bietet. Dieser Festanschlag ist zudem wirksam,
falls durch ein Leck im Balg (8) durch eine andere interne
Störung
der Druck in der Druckkammer (7) abfällt und über die Druckmittelversorgung (11)
nicht wieder ausgeglichen werden kann.The Einknick- or approaching movement, however, by the support ring ( 37 ) or the cylinder ( 29 ) in the rest position so that the emergency spreader ( 23 ) also provides a fixed stop for the flange plate movements in normal operation. This fixed stop is also effective if a leak in the bellows ( 8th ) by another internal disturbance the pressure in the pressure chamber ( 7 ) drops and over the pressure medium supply ( 11 ) can not be compensated again.
Der
Kolben (32) ist auf der Rückseite mit einer Feder (33)
verbunden, die gegen das Druckmittel im Druckraum (34)
wirkt und die den Zylinder (29) bei einem Druckabfall in
der Kammer (34) spreizt. Dies ist z.B. der Fall, wenn der
externe Druckmittelanschluss (13) ausfällt. Dies kann bei einem versehentlichen
Abziehen des hier angeschlossenen Druckluftschlauchs, einer Unterbrechung
der Druckluftzufuhr oder dergleichen geschehen. Vorzugsweise sind hierbei
der Druckraum (7) und die Druckkammer (34) mit
einem gemeinsamen Druckmittelanschluss (13) verbunden.The piston ( 32 ) is on the back with a spring ( 33 ) connected against the pressure medium in the pressure chamber ( 34 ) and the cylinder ( 29 ) at a pressure drop in the chamber ( 34 ) spreads. This is the case, for example, if the external pressure medium connection ( 13 ) fails. This can happen in the event of accidental removal of the compressed air hose connected here, interruption of the compressed air supply or the like. Preferably, in this case, the pressure chamber ( 7 ) and the pressure chamber ( 34 ) with a common pressure medium connection ( 13 ) connected.
Der
im Druckraum (34) herrschende Druck ist konstant und wegen
der zur Stützwirkungung
erforderlichen Spreizkräfte
in der Regel höher
als der im Druckraum (7) herrschende Druck, der durch das Servoventil
(12) begrenzt wird. In der Druckkammer (34) kann
z.B. der übliche
Versorgungsdruck von 6 bar herrschen. Dementsprechend stärker kann
die Feder (33) zur Erzeugung der erforderlichen Spreizkräfte und
Stellkräfte
für die
Kniehebel (25, 26) ausgebildet sein.The in the pressure room ( 34 ) prevailing pressure is constant and due to the spreading forces required for supporting effect usually higher than that in the pressure chamber ( 7 ) prevailing pressure caused by the servo valve ( 12 ) is limited. In the pressure chamber ( 34 ), for example, the usual supply pressure of 6 bar prevail. Accordingly stronger can the spring ( 33 ) for generating the necessary spreading forces and actuating forces for the toggle lever ( 25 . 26 ) be formed.
Abwandlungen
der gezeigten Ausführungsform
sind in verschiedener Weise möglich.
Zum einen können
die Flanschelemente (5, 6) anders ausgebildet
und angeordnet sein. Der Begriff eines Werkteils (3) umfasst
auch alle anderen zu handhabenden Gegenstände, z.B. Werkstücke oder
dergleichen. Das Handhabungsgerät
(2) kann ebenfalls anders ausgebildet sein, z.B. als ein-
oder mehrachsiges Transportmittel. Es kann ein oder mehrere translatorische
und/oder rotatorische Achsen besitzen. Variabel ist ferner die Ausgestaltung
der Druckmittelversorgung (11) und der Druckmesseinrichtung
(9). Die Not-Spreizeinrichtung (23) kann ebenfalls
konstruktiv abgewandelt werden und ggf. auch entfallen.Modifications of the embodiment shown are possible in various ways. On the one hand, the flange elements ( 5 . 6 ) be designed and arranged differently. The term of a work part ( 3 ) also includes all other objects to be handled, eg workpieces or the like. The handling device ( 2 ) may also be designed differently, for example as a single or multi-axis transport. It can have one or more translational and / or rotational axes. Variable is also the design of the pressure medium supply ( 11 ) and the pressure measuring device ( 9 ). The emergency spreader ( 23 ) can also be modified constructively and possibly also omitted.
-
11
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ÜberlastsicherungOverload protection
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22
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Handhabungsgerät, RoboterhandHandling device, robot hand
-
33
-
Werkteil,
WerkzeugPlant part,
Tool
-
44
-
Zentralachse,
Handachse VICentral axis,
Hand axis VI
-
55
-
Flanschelement,
Flanschplatte IR-Seiteflange,
Flange plate IR side
-
66
-
Flanschelement,
Flanschplatte Werkteilseiteflange,
Flange plate on the workpiece side
-
77
-
Druckraumpressure chamber
-
88th
-
elastisches
Verbindungselement, Balgelastic
Connecting element, bellows
-
99
-
DruckmesseinrichtungPressure measuring device
-
1010
-
Drucksensorpressure sensor
-
1111
-
DruckmittelversorgungPressure medium supply
-
1212
-
Servoventilservo valve
-
1313
-
DruckmittelanschlussPressure medium connection
-
1414
-
DruckmittelleitungPressure medium line
-
1515
-
Steuerungcontrol
-
1616
-
Anschlussplatteconnecting plate
-
1717
-
FlanschhalterungFixing groove
-
1818
-
Spannseiltether
-
1919
-
Spannseiltether
-
2020
-
Seilpaarcable pair
-
2121
-
Schnittpunktintersection
-
2222
-
Seilfixierungrope fixing
-
2323
-
Not-SpreizeinrichtungNot spreader
-
2424
-
KniehebelsystemToggle system
-
2525
-
Kniehebeltoggle
-
2626
-
Kniehebeltoggle
-
2727
-
Zentralgelenkcentral joint
-
2828
-
Spreizantriebspreading drive
-
2929
-
Zylindercylinder
-
3030
-
Gehäusecasing
-
3131
-
Kolbenstangepiston rod
-
3232
-
Kolbenpiston
-
3333
-
Federfeather
-
3434
-
Druckkammerpressure chamber
-
3535
-
DruckmittelleitungPressure medium line
-
3636
-
VentilValve
-
3737
-
Stützelement,
StützringSupport element,
support ring
-
3838
-
Beschlagfitting
-
3939
-
Zugmesseinrichtungtensile gauge
-
4040
-
elektrische
Leitung, Signalleitungelectrical
Line, signal line