DE202011004164U1

DE202011004164U1 - swivel module

Info

Publication number: DE202011004164U1
Application number: DE202011004164U
Authority: DE
Original assignee: FMS SYSTEMTECHNIK GmbH
Current assignee: FMS SYSTEMTECHNIK GmbH
Priority date: 2011-03-19
Filing date: 2011-03-19
Publication date: 2011-09-12
Anticipated expiration: 2021-03-20

Abstract

Drehmodul, umfassend ein Scharniergelenk, das aus zwei einander zugewandten im Wesentlichen U-förmigen Scharnierhälften und einem Drehantrieb besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (70) fest mit der Scharnierflanke (60) der Scharnierhälfte (110) verbunden ist und die Antriebswelle (100) des Drehantriebes (70) drehfest mit der Scharnierflanke (30) der Scharnierhälfte (120) verbunden ist, wobei die Scharnierflanken (80) und (50) einerseits, und die Scharnierflanken (30) und (60) andererseits in Richtung der Drehachse (10) in geringem Abstand angeordnet sind.Rotary module, comprising a hinge joint consisting of two essentially U-shaped hinge halves facing each other and a rotary drive, characterized in that the rotary drive (70) is firmly connected to the hinge flank (60) of the hinge half (110) and the drive shaft (100 ) of the rotary drive (70) is non-rotatably connected to the hinge flank (30) of the hinge half (120), the hinge flanks (80) and (50) on the one hand and the hinge flanks (30) and (60) on the other hand in the direction of the axis of rotation (10 ) are arranged at a short distance.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwenkmodul zum modularen Aufbau von Handhabungsvorrichtungen wie zum Beispiel Industrierobotern, und auch zur Erweiterung von bestehenden Handhabungssystemen, um deren Bewegungsmöglichkeiten auf einfache Weise zu erhöhen. Dafür sieht die vorliegende Erfindung ein robustes und raumsparendes Scharniergelenk vor, das mechanisch autark arbeitet.The present invention relates to a swivel module for modular construction of handling devices such as industrial robots, and also to the extension of existing handling systems in order to increase their movement possibilities in a simple manner. For this, the present invention provides a robust and space-saving hinge joint that works mechanically self-sufficient.

Meist kommen aus wirtschaftlichen Gründen für bestehende Anwendungsfälle, Handhabungsvorrichtungen zum Einsatz, die maximal diejenigen Bewegungsfreiheiten erfüllen können, die für die vorliegende Aufgabe notwendig sind. Kommt es nun zu einer Umstellung der Handhabungsaufgabe, sind die Möglichkeiten der bisher verwendeten Handhabungsvorrichtung oft erschöpft. In diesem Fall ist meist die Investition in eine neue Handhabungsvorrichtung mit mehr Bewegungsmöglichkeiten unerläßlich.In most cases, for economic reasons, existing applications, handling devices are used, which can fulfill at most those freedom of movement, which are necessary for the task at hand. If there is now a change in the handling task, the possibilities of the previously used handling device are often exhausted. In this case, the investment in a new handling device with more movement options is usually indispensable.

So sind die klassischen Pick- and Placemodule nur dazu ausgerichtet, die Gegenstände in verschiedenen Ebenen von Punkt A zu Punkt B zu befördern. Dabei behalten die Gegenstände ihre Ausrichtung zur Ursprungslage bei. Sollen nun doch die Teile um eine, zur Pickrichtung geneigte Achse gedreht werden, stößt dieses System an seine Grenzen.Thus, the classic pick and place modules are designed only to convey the objects in different levels from point A to point B. The objects retain their orientation to the original location. If the parts are to be turned around an axis that is inclined towards the picking direction, this system reaches its limits.

Die gleiche Problematik zeigt sich bei Portalsystemen. Auch hier können die Teile lediglich in ihrer Drehausrichtung parallel zu ihrer Ursprungslage abgesetzt werden. Eine notwendig gewordene Erweiterung der Bewegungsfreiheit würde auch hier den Einsatz eines anderen Systems erforderlich machen.The same problem is evident in portal systems. Again, the parts can be discontinued only in their Drehausrichtung parallel to their original position. A necessary extension of freedom of movement would also require the use of another system.

Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein mechanisch autarkes Schwenkmodul zu schaffen, das sehr einfach in die bestehende Steuerungsarchitektur zu integrieren ist. Es muß dabei auf engstem Raum hohe Kräfte und präzise Bewegungen übertragen können. Die Anbindung an die bestehenden Schnittstellen muß sehr variabel sein, bzw. mit geringem Aufwand zu ermöglichen sein.Therefore, it is the object of the present invention to provide a mechanically self-contained swivel module that is very easy to integrate into the existing control architecture. It must be able to transmit high forces and precise movements in a confined space. The connection to the existing interfaces must be very variable, or be possible with little effort.

Diese Aufgaben erfüllt die vorliegende Erfindung mittels eines rotatorischen Präzisionsantriebes, dessen Antriebsachse kollinear zur Drehachse eines Scharniergelenkes verläuft, das im Wesentlichen aus zwei U-förmig ausgebildeten Scharnierhälften besteht, die zueinander um die Gelenkachse geschwenkt werden können. Der Präzisionsantrieb ist dabei zwischen den Scharnierflanken des Gelenks angeordnet, und ist mit der einen Scharnierflanke fest verbunden. Die Kraft überträgt der Präzisionsantrieb auf die daneben liegende Scharnierflanke der zweiten Scharnierhälfte. Unerwünschte Drehmomente aufgrund des asymmetrischen Antriebes bleiben dadurch vernachlässigbar klein.These objects are met by the present invention by means of a rotary precision drive, whose drive axis runs collinear to the axis of rotation of a hinge joint, which consists essentially of two U-shaped hinge halves, which can be pivoted to each other about the hinge axis. The precision drive is arranged between the hinge flanks of the joint, and is firmly connected to the one hinge flank. The power is transmitted by the precision drive to the adjacent hinge flank of the second hinge half. Undesired torques due to the asymmetrical drive remain negligibly small.

Die beiden U-förmig ausgebildeten Scharnierhälften sind jeweils mit mindestens einer Flanschfläche zwischen den Scharnierflanken versehen, die als Schnittstellen für die anschließenden Systemkomponenten dienen. Diese Flanschflächen sind so ausgestaltet, daß sie auf möglichst viele Anschraub- bzw. Fixiersituationen passen. Für den Fall, daß die Adaption mit den bestehenden Möglichkeiten nicht realisiert werden kann, sieht eine der Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung, Ein Flanschteil vor, das gleichzeitig als Verbindungsglied zwischen den beiden Scharnierflanken, und zusätzlich als schnell zu wechselnde Flanschfläche dient.The two U-shaped hinge halves are each provided with at least one flange surface between the hinge flanks, which serve as interfaces for the subsequent system components. These flange surfaces are designed so that they fit as many Anschraub- or Fixiersituationen. In the event that the adaptation can not be realized with the existing possibilities, one of the embodiments of the present invention provides a flange part which at the same time serves as a connecting link between the two hinge flanks and additionally as a flange surface to be rapidly changed.

Gelagert werden beiden Scharnierhälften auf der Antriebsseite über die Antriebswelle des Präzisionsantriebes, und auf der gegenüber liegenden Seite über ein handelsübliches Kugellager.Both hinge halves are mounted on the drive side via the drive shaft of the precision drive, and on the opposite side via a commercially available ball bearing.

Im folgenden soll die vorliegende Erfindung, anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels, näher beschrieben werden. Dabei zeigt:In the following, the present invention, based on an embodiment shown in the drawings, will be described in more detail. Showing:

1 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung. 1 a perspective view of the preferred embodiment of the present invention.

2 eine Frontansicht des erfindungsgemäßen Schwenkmoduls. 2 a front view of the pivot module according to the invention.

3 einen Winkelschnitt A-A durch das Schwenkmodul in um 15° abgewinkelter Schwenkstellung. 3 an angle section AA through the swivel module in angled by 15 ° pivot position.

1 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Schwenkmoduls. Die beiden Scharnierhälften werden auf der unteren Seite gebildet von den Scharnierflanken (30) und (50), zusammen mit dem Flanschteil (40), und auf der oberen Seite von den beiden Scharnierflanken (80) und (60), zusammen mit dem Flanschteil (20). Diese Scharnierhälften können sich gegeneinander um die Achse (10) zueinender verdrehen. 1 shows an overall perspective view of the pivot module according to the invention. The two hinge halves are formed on the lower side of the hinge edges ( 30 ) and ( 50 ), together with the flange part ( 40 ), and on the upper side of the two hinge flanks ( 80 ) and ( 60 ), together with the flange part ( 20 ). These hinge halves can move around each other around the axis ( 10 ) twisting each other.

Dabei weisen die Scharnierflanken (50) und (80) einen nur geringen Abstand entlang der Drehachse (10) auf. Die Scharnierflanken (30) und (60) weisen ihrerseits einen nur geringen Abstand in der gleichen Richtung auf. Dadurch entsteht durch die einander zugewandten U-förmigen Scharnierhälften ein größerer Abstand zwischen den Scharnierflanken (30) und (60) einerseits, und den Scharnierflanken (50) und (80) andererseits. In diesem größeren Zwischenraum sitzt der Drehantrieb (70) und ist mit der Scharnierflanke (60) fest verbunden.The hinge flanks ( 50 ) and ( 80 ) only a small distance along the axis of rotation ( 10 ) on. The hinge flanks ( 30 ) and ( 60 ) in turn have only a small distance in the same direction. This results from the facing U-shaped hinge halves a greater distance between the hinge edges ( 30 ) and ( 60 ) on the one hand, and the hinge flanks ( 50 ) and ( 80 ) on the other hand. In this larger space sits the rotary drive ( 70 ) and is connected to the hinge edge ( 60 ) firmly connected.

Die Antriebswelle des Drehantriebes (70) ist drehfest mit der Scharnierflanke (30) verbunden. Aufgrund des geringen Abstandes der beiden Scharnierflanken (30) und (60) entstehen lediglich geringe ungewollte Kippmomente, die einen einwandfreien Bewegungsablauf beeinflussen könnten, bzw. die einen erhöhten Verschleiß der beteiligten Bauteile hervorrufen könnten.The drive shaft of the rotary drive ( 70 ) is rotationally fixed with the hinge edge ( 30 ) connected. Due to the small distance between the two hinge edges ( 30 ) and ( 60 ) arise only minor unwanted tilting moments that could affect a flawless movement, or could cause increased wear of the components involved.

Die Flanschteile (20) und (40) sind mit den ihnen jeweils zugeordneten Scharnierflanken mittels Schraubverbindung fest verbunden. Bei einem eventuell notwendig werdenden Wechsel der Flanschgeometrie können dadurch die Flanschteile einfach und schnell ausgetauscht werden.The flange parts ( 20 ) and ( 40 ) are firmly connected to their respective associated hinge edges by means of screw. In a possibly necessary change of the flange geometry, the flange can be replaced easily and quickly.

2 zeigt eine Frontalansicht des erfindungsgemäßen Schwenkmoduls, wobei die beiden Scharnierhälften (110) und (120) unter einem Winkel von 15° zur gestreckten Lage zu sehen sind. 2 shows a front view of the pivot module according to the invention, wherein the two hinge halves ( 110 ) and ( 120 ) can be seen at an angle of 15 ° to the stretched position.

3 zeigt einen Winkelschnitt A-A durch das Schwenkmodul, wobei die Antriebswelle (100) des Drehantriebes (70) und dessen drehfeste Verbindung mit der Scharnierflanke (30) zu sehen ist. 3 shows an angle section AA through the pivot module, wherein the drive shaft ( 100 ) of the rotary drive ( 70 ) and its rotationally fixed connection with the hinge flank ( 30 ) you can see.

Claims

Rotary module comprising a hinge joint, which consists of two mutually facing substantially U-shaped hinge halves and a rotary drive, characterized in that the rotary drive ( 70 ) fixed to the hinge edge ( 60 ) of the hinge half ( 110 ) and the drive shaft ( 100 ) of the rotary drive ( 70 ) rotatably with the hinge edge ( 30 ) of the hinge half ( 120 ), the hinge flanks ( 80 ) and ( 50 ) on the one hand, and the hinge flanks ( 30 ) and ( 60 ) on the other hand in the direction of the axis of rotation ( 10 ) are arranged at a small distance.

Rotary module according to claim 1, characterized in that the flange part ( 20 ) via detachable connections with the hinge flanks ( 60 ) and ( 80 ), and the flange part ( 40 ) with the hinge flanks ( 30 ) and ( 50 ) is connected via detachable connections.

Rotary module according to claims 1 or 2, characterized in that the detachable connections between the flange part ( 20 ) and the hinge flanks ( 60 ) and ( 80 ), and between the flange part ( 40 ) and the hinge flanks ( 30 ) and ( 50 ) Screw connections are.

Rotary module according to claims 1 to 3, characterized in that the pivot joint between the hinge edge ( 50 ) and the hinge flank ( 80 ) from a rolling bearing ( 90 ) consists.