DE2057515A1 - Mechanische Handhabungsvorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dipping. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rosental 7, 2.Autg. Ab 2Z. 11.ZQ naua TeL-JNr. 2 6039 8fc

Tei.-Adr. Lelnpat MfiiKhen Telefon (0811)2*1···

den 23. November 1970

Unser Zeichen

Z/¥e/Hel.

STEELWELD LIMITED, Grantham, Lincolnshire / England

Mechanische Handhabungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine mechanische Handhabungsvorrichtung der Art, wie sie in der Industrie zum Handhaben der unterschiedlichsten Werkstücke oder Bestandteile dient, um diese in Maschinen einzuspeisen, zwischen Arbeitsgängen auf ein- und derselben Maschine oder auf verschiedenen Maschinen zu übertragen, sie aus Maschinen zu entnehmen od. dgl.

Die mechanische Handhabungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die zweckmäßigerweise beweglich und somit nach Bedarf ortsveränderlich ist, hat eine Stellanordnung mit drei Schlitten und einen frei drehbaren Drehturm, die betriebsmäßig in Beine angeordnet sind, wobei die Schlitten unabhängig und jeweils in einer von drei Richtungen in rechten Winkeln zueinander ausfahrbar sind, die Schlitten undder Drehturm jeweils einen eigenen von einem Elektromotor gespeisten

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Antrieb haben, und ein von der Stellanordnung getragener Werkstückhalter vorgesehen ist.

In einer besonderen Ausführungsform der Handhabungsvorrichtung ist der erste Schlitten auf eine feste oder bewegliche Basis und der zweite Schlitten auf den ersten Schlitten montiert, wobei diese Schlitten horizontal und rechtwinklig zueinander ausfahrbar sind, der Drehturm auf den zweiten Schlitten über 360 um eine Vertikalachse drehbar montiert ist, und der dritte Schlitten auf dem Drehturm parallel zu dessen Achse verschiebbar ist und den Werkstückhalter trägt. In einer anderen Ausführungsform ist der Drehturm auf den ersten Schlitten montiert, der zweite Schlitten befindet sich auf dem Drehturm und der dritte den Werkstückhalter tragende Schlitten sitzt auf dem zweiten Schlitten.

Der Werkstückhalter kann an einem Ende eines Arms vorgesehen sein, der gegebenenfalls kippbar ist, und kann derart auf den Arm montiert sein, daß er um eine in dessen Längsrichtung verlaufende Achse drehbar ist. Der Werkstückhalter kann angelenkte, pneumatisch betätigte Greifer aufweisen, die gegebenenfalls wassergekühlt sind, so daß auch heiße Werkstücke gehandhabt werden können.

Mit der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung kann ein Werkstück über einen großen Bereich bewegt werden und da Schlitten und Drehturm von einem Elektromotor angetrieben

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j sind, eignet sie sich insbesondere für eine exakte und pro-I grammierte Steuerung beim Anordnen. Die Steuerung kann durch I ein Heiais oder einen Halbleiter-Schalter vorgenommen werden. , Die Vorrichtung eignet sich auch für numerische Steuersysteme ; od. dgl. Da bei der Vorrichtung für das Anordnen selbst kein Druckmittel verwendet ist, ist auch die Gefahr von Feuer

! und Explosion auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

i -

I Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und

; zwar zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch die Handhabungsvorrichtung

gemäß der Erfindung, und
Fig. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die Handhabungsvorrichtung hat eine normalerweise feste Basis 10, die gegebenenfalls mit schwenkbaren Rollen 11 od. dgl. versehen ist, um sie beweglich zu machen, einen Werkstück-Hai temechanismus 12 und eine Stellanordnung 13 mit einem in Längsrichtung ausfahrbaren Schlitten 14 auf der Basis 10, einem in Querrichtung ausfahrbaren Schlitten 15 auf dem Schlitten 14, einem auf dem Schlitten 15 vorgesehenen Drehturm 16 und einem vertikalen Schlitten 17 am Drehturm 16.

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Die Längs- und Querbewegungen des Schlittens 14 werden in gleicher Weise bewerkstelligt wie die des Schlittens 15.

Jeder Schlitten hat einen ihm zugeordneten Zweidrehzahl-Elektromotor 20 mit zwangsläufiger Abschaltung, der mit einer Scheibe 21 ausgestattet ist, die über einen Riemen 22 eine Scheibe 23 antreibt, die ihrerseits an einer Leitspindel 24 befestigt ist, die mit Kugelumlaufmuttern 27 zusammenwirkt. Die Leitspindeln sind an jedem ihrer Enden in Lagern 25 abgestützt.

Die Schlitten 14 und 15 sind beide über vier Kugelführungsbuchsen 28 verschiebbar montiert, die paarweise auf Doppelführungsstangen 29 laufen. Die Schlitten werden bei Drehung der Leitspindeln 24 durch Längsverschiebung der Kugelumlaufmuttern 27 bewegt.

Die Schlitten 14, 15 können, beispielsweise durch ein vorprogrammiertes Steuergerät, derart gesteuert werden, daß sie selbsttätig eine gewünschte Bewegungsfolge durchführen, wobei dann das Steuergerät den Motoren 20 entsprechende Signale zuführt.

Wenn einer der Motoren 20 durch ein Initialsignal in Betrieb gesetzt wird, dreht er sich mit hoher Geschwindigkeit und fährt auf diese Weise schnell den jeweiligen Schlitten solange aus, bis er ein entsprechendes Signal aufnimmt oder

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bis ein im Bereich der Bahnbegrenzung des Schlittens vorgesehener Schalter 30 betätigt wird, worauf die Geschwindigkeit des Motors abnimmt und er den Schlitten über eine kurze Strecke hinweg langsam treibt, bis er ein "Half-Signal empfängt oder bis ein nahe dem Schalter 30 angeordneter Schalter 31 zum Anhalten des Motors betätigt wird. Auf diese Weise kann der Schlitten mit großer Genauigkeit in seine Stel lung gebracht werden.

Die Schlitten verbleiben dann in der Ruhestellung bis der Motor oder die Motoren wieder ein Initialsignal empfangen, um entweder die Bewegungsbahn des Schlittens umzukehren oder - durch die Steuerung eines weiteren Satzes gleicher geeignet montierter Schalter - den Schlitten in eine andere Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung zu versetzen. Auf diese Weise kann jeder Schlitten entsprechend einem bestimmten Anwendungsfeld in beliebige Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen versetzt werden.

Der Drehturm 16 ist in einem geeigneten Lager 35 derart gelagert, daß er um eine vertikale Achse eine volle Drehung durchführen kann. Ein Zweidrehzahl-Elektromotor 36 mit zwangsläufiger Abschaltung dreht den Drehturm 16 über eine Schnecke 37 und ein auf die Drehturmbasis montiertes Schneckenrad 38 oder über jeden anderen geeigneten Drehantrieb.

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In einer anderen Ausführungsform ist der Drehturm auf den längsbeweglichen Schlitten 14 montiert und der quer bewegliche Schlitten 15 ist auf den Drehturm aufgebracht, wodurch die Reichweite der Vorrichtung in Längsrichtung erhöht werden kann.

Eine Steuerung der Bewegung des Drehturms kann auf jede geeignete Weise vorgenommen werden, beispielsweise wie bei den Schlitten 14 und 15, indem - wie oben beschrieben ein programmiertes Steuergerät oder ein Schalter, oder beide, verwendet werden.

Der vertikal bewegliche Schlitten 17 wird auf gleiche Weise betätigt wie die anderen Schlitten. Sein eigener Motor 40 ist auf die Drehturmbasis montiert und treibt eine Leitspindel 41 über eine Scheibe und einen Treibriemen 42 an. Der Schlitten 17 hat eine Kugelumlaufmutter 43, durch die die Drehung der Leitspindel 41 in eine Auf- und Abwärtsbewegung des längs Führungen 44 beweglichen Schlittens 17 umgewandelt wird.

Da in diesem Fall die Kugelumlaufmutter 43 die Last trägt, hat die Leitspindel 41 eine kleinere Steigungshöhe als die Leitspindeln 24. Die Bewegung des Schlittens 17 wird in gleicher Weise wie die der Schlitten 14, 15 gesteuert.

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Auf den vertikal beweglichen Schlitten 17 ist der Werkstückhalter-Mechanismus 12 aufgebracht. Dieser umfaßt sich selbst ausrichtende Greiferblöcke 5O₁ die bei 51 an

! den Enden von Fingern 52 angelenkt sind, die ihrerseits

! über Lagerzapfen 53 auf einem schwenkbaren Gehäuse 54 gelagert sind. Das Gehäuse 54 ist auf Lager 57 an einem Ende j einer Verlängerung 55 eines Arms 56 drehbar montiert; der j Arm 56 und dessen Verlängerung sind bei 70 auf dem Schlitten j 17 hin- und herbeweglich angelenkt. Die Hin- und Herbewegung j ist durch einen pneumatischen Zylinder 71 gewährleistet, der j mit seinen Enden am Schlitten 17 und am Arm 56 befestigt ist.

j Die Drehung des Gehäuses 54 ist durch einen Schrittmotor 58 bewirkt, der auf dem Ende der Verlängerung 55 sitzt und in das Innere des Arms 56 eingreift. Der Schrittmotor treibt eine innen genutete Muffe 59 an, die in Lagern 60 drehbar ist und mit einer in Längsrichtung verschiebbaren Nutenwelle 61 zusammenwirkt und diese antreibt. Die Nutenwelle 61 ist in Bezug auf das Gehäuse 54 längsbeweglich. Der Schrittmotor 58 ist elektronisch gesteuert.

Die Finger 52 werden durch Druckluft betätigt, die einem Druckluftzylinder 80 mit einem Kolben 81 zugeführt wird, der über die Kolbenstange mit einem Bügel 82 verbunden ist, der mit der Nutenwelle 61 zusammenwirkt und diese in

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Längsrichtung hin- und herbewegt. An ihrem vorderen Ende ist die Nutenwelle 61 über Kniegelenke 83 mit den rückwärtigen Enden der Finger 52 verbunden.

Bei Vorwärtsbewegung der Nutenwelle 61 werden die Finger 52 bewegt und die Blöcke 50 schließen sich über dem Werkstück und ergreifen dieses; bei Rückwärtsbewegung der Nutenwelle 61 werden die Blöcke 50 auseinander bewegt und geben das Werkstück frei.

Die Finger 52 sind mit Zapfen 85 zum Angreifen an den Werkstücken versehen; sie sind dann verwendbar, wenn beim Aufnehmen eines Werkstücks 86 durch Heben des Schlittens 17 das Werkstück um 90 verschwenkt werden soll, beispielsweise von der Horizontalen in die Vertikale, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Bewegung ist insbesondere dann von Nutzen, wenn in Verbindung mit Schmiedearbeitsgängen heiße Barren gehandhabt werden sollen.

Der Greifermechanismus kann unterschiedliche Größen und Formen der Teile annehmen, soweit er ständig eine gemeinsame Mittelpunktstellung beibehält.

Die durch Hin- und Herbewegen des Arms 56 unter Verwendung des pneumatischen Zylinders 71 erhaltene Abwärtsbewegung dient insbesondere bei Schmiede- und Formarbeitsgängen, weil der Arm durch den Zylinder derart betätigbar ist, daß er

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die Freigabe der Werkstücke oder der Barren aus den Gesenken usw. durch Aufschlagen unterstützt.

Die Vorrichtung kann von Hand oder selbsttätig durch einen programmierten Steuermechanismus gesteuert werden und ermöglicht eine Übertragung des Werkstücks über einen grossen Bereich.

Ein Überführen des Werkstücks über einen großen Bereich ist auch dann möglich, wenn die Vorrichtung selbst j nicht beweglich ist.

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Claims (7)

1. - ίο -

   Patentansprüche :

   echanische Handhabungsvorrichtung zum industriellen Handhaben von Werkstücken oder Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß sie drei Schlitten (14, 15, 17) und einen eine volle Umdrehung durchführenden Drehturm (16) umfaßt, die betriebsmäßig in Heine angeordnet sind, daß die Schlitten unabhängig voneinander und in einer von drei Eichtungen rechtwinklig zueinander ausfahrbar sind, daß die Schlitten und der Drehturm jeweils einen eigenen von einem Elektromotor (20, 36, 40) gespeisten Antrieb haben, und daß ein Werkstückhalter (12) vorgesehen ist, der von dieser Stellanordnung (13) getragen ist.
2. 2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlitten (14) auf eine feste oder bewegliche Basis (10) und der zweite Schlitten (15) auf dem ersten Schlitten (14) montiert ist, wobei diese Schlitten horizontal rechtwinklig zueinander ausfahrbar sind, daß der Drehturm (16) auf dem zweiten Schlitten (15) um 360° um eine Vertikalachse verschwenkbar montiert ist, und daß der dritte Schlitten (17) auf dem Drehturm (16) parallel zu dessen Achse verschiebbar ist und den Werkstückhalter (12) trägt.

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3. 3. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ' gekennzeichnet, daß der erste Schlitten auf eine starre oder bewegliche Basis montiert und horizontal beweglich ist, daß

   der Drehturm auf den ersten Schlitten aufgebracht und um ' 560 um eine Vertikalachse drehbar ist, daß sich der zweite

   Schlitten auf dem Drehturm befindet und horizontal verschieb-, bar ist, und daß der dritte Schlitten auf dem zweiten parallel Q

   zur Drehachse des Drehturms verschiebbar ist und den Werk- ; stückhalter trägt.

   !
4. 4. Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter an ; einem Ende eines Arms (55, 56) montiert ist, der in Bezug ' auf den dritten Schlitten (17) durch einen pneumatischen i Zylinder (71) kippbar ist, und daß der Werkstückhalter auf dem Arm um eine in dessen Längsrichtung verlaufende Achse drehbar ist. ~
5. 5. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch

   : gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter durch einen eigenen vom Arm getragenen Elektromotor (58) in Drehung versetzbar
6. 6. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,

   s dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter angelenkte j Greifer (50) und einen eigenen Druckluftzylinder (80) zum * i Betätigender Greifer aufweist.

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7. 7. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (58) den Werkstückhalter über eine Nutenwelle (61) antreibt, die in Richtung ihrer Achse in Bezug auf den Werkstückhalter verschiebbar ist zum Betätigen der Greifer durch den zugeordneten pneumatischen Zylinder.

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