DE2202848C3 - Vorrichtung zum Transportieren und Positionieren von Gegenständen, insbesondere Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren und Positionieren von Gegenständen, insbesondere Werkstücken, mit Greif- und Bewegungsorganen, von denen die letzteren nach dem Baukastenprinzip aus einzelnen, aus relativ zueinander beweglichen Teilen bestehenden und mittels Druckluft voneinander unabhängig antreibbaren Bewegungseinheiten für je eine bestimmte Elementarbewegung zusammengesetzt sind.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der CH-PS 4 63 383 bekannt.

Bei derartigen Universalvorrichtungen ist es des öfteren erwünscht, mit wenigstens einer Bewegungseinheit aufeinanderfolgende Bewegungen unterschiedlicher Größe ausführen zu können. Hierfür sind die bei den bekannten Vorrichtungen vorgesehenen festen Anschläge zur Begrenzung der jeweiligen Elementarbe

wegung nicht brauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenigstens einer Bewegungseinheit verschiedene Endstellungcn bei aufeinanderfolgenden Bewegungen in der gleichen Richtung zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der eine der relativ zueinander beweglichen Teile wenigstens einer Bewegungseinheit mit einem zwischen einer Wirkungsstellung und einer wirkungslosen Stel-

lung umschaltbaren Anschlagglied versehen ist. das in seiner Wirkungsstellung die Bewegung der Bewegungseinheit durch Auffahren gegen einen von mehreren einstellbar am anderen Teil der Bewegungseinheit angeordneten Anschlägen begrenzt, und daß an den

beiden Teilen der Biwegungseinheil berührungslos zusammenwirkende Schaltelemente vorgesehen sind, die kurz vor Erreichen der gewünschten Anschlagstel-Itmg ein die Umstellung des Anschlaggliedes in seine Wirkungsstellung auslösendes Signal an eine programmierte Steuereinheit geben.

Die Verwendung von zwischen einer Wirkungsstellung und einer wirkungslosen Stellung umschaltbaren Anschlaggliedern bei den Bewegungseinheiten von Transportier- und Positioniervorrichtungen ist an sich

bekannt. Die Aufgabe dieser Anschlagglieder ist jedoch eine andere. In einem Falle (DT-OS 19 22 714) werden die Anschlagglieder von Rastkolben zum Verriegeln der drei lotrecht zueinander stehenden Bewegungseinheiten gegenüber einem gemeinsamen mechanischen

Endlos-Seilantrieb gebildet, um auf diese Weise nur eine bestimmte Bewegungseinheit anzutreiben. Mitfahrende Schaltelemente sind bei dieser bekannien Transportier- und Positioniervorrichtung nicht vorhanden. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung sind für eine einzelne Bewegungseinheit neun hydraulisch betätigte Rastklinken nach Art einer Noniusteilung versetzt zueinander angeordnet, die zusammen mit den Hauptventilen für den hydraulischen Antriebszylinder der Einheit von Bürstenkonukten über eine Programmsteuereinheit so gesteuert werden, daß einerseits der H>draulikzylinder an bestimmter Stelle abgeschaltet wird und andererseits eine genaue Positionierung nach der Noniusteilung durch die Rastklinken erreicht und aufrechterhalten wird. Auch hier fehlt es an berührungslosen Kontakten.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß durch ein einziges umschaltbares Anschlagglied in Verbindung mit einem vorausfahrenden Schaltelement, das berührungslos mit einem feststehenden Schaltelement zusammenwirkt, jeweils ein ausgewählter Anschlag kraftschlüssig angefahren, ohne daß dabei auch die Antriebsdruckluft abgeschaltet werden muß. Mit dei Erfindung lassen sich somit auf einfache Weise verschiedene Endstellungen der entsprechend ausgerüsteten Bewegungseinheit bei aufeinanderfolgender Bewegungen in der gleichen Richtung erzielen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind ir den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächste hend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine einen Teil einer Gesamtvorrichtunj bildenden Bewegungseinheit für einen radialen Bewe gungsablauf,

F i g. 2 eine Bewegungseinheil für Kippbewegungen, F i g. 3 eine Bewegungseinheit für Schwenkbewegun gen,

Fig.4 eine Bewegungseinheit für Hubbewegungei mit berührungslos zusammenwirkenden Schaltelemen

Fig.5 eine Bewegungseinheit für eine horizontale Verfahrbewegung.

Aus Gründen der klareren zeichnerischer Darstellung sind die einzelnen Bewegungseinheiten vereinfacht gezeichnet. Nur Fig.4 zeigt einige auch bei den anderen Bewegungseinheiten zur Anwendung kommende Einzelheiten.

Die für radiale Bewegungsabläufe bestimmte Bewegungseinheit gemäß F i g. 1 besteht in ihren Hauptteilen aus einem teleskopartig ausfahrbaren Arm, gebildet durch ein im Querschnitt rechteckiges Rohr 10, welches gleitend in einem anderen im Querschnitt rechteckigen Rohr ti sitzt, das seinerseits wiederum in einer Halterung 12 gleitend geführt ist. Auch diese Halterung kann aus einem im Querschnitt rechteckigen Rohr bestehen, es kommt hierfür jedoch auch eine Inders geformie, ein- oder mehrteilige Halterung in Frage. Diese ist mit einer Grundplatte 13 verbunden, die als Anschlußteil der Bewegungseinheit gemäß F i g. 1 dient. Hierüber findet die Verbindung mit den anderen, mit entsprechenden Anschlußteilen versehenen Bewegungseinheiten statt. Zu diesem Zweck sind an den Grundplatten der Bewegungseinheiten aufeinander abgestimmte Befestigungsmittel angebracht.

Bei der Befestigung zweier Bewegungseinheiten miteinander, kommt gleichzeitig ein Anschluß der in den Einheiten enthaltenen elektrischen oder hydraulischen Systeme zustande. Es braucht also nur eine der Einheiten an eine Steuervorrichtung, z. B. eine elektrisehe Folgesteuerung angeschlossen zu weiden, um damit gleichzeitig alle Bewegungseinheiten der gesamten Vorrichtung an diese Fernsteuerung anzuschließen.

An dem einen Ende des Rohres 11 ist eine Platte 14 angebracht, die mit einer Kolbenstange 15 eines an der Halterung 12 befestigten Druckluft-Kraftzylinders verbunden ist. Mit Hilfe des Kraftzylinders 16 kann das Rohr 11 relativ zur Halterung 12 zwischen zwei einstellbaren Hndpositionen verfahren werden. Diese werden durch Anschläge 17 bestimmt, die zur Feineinstellung mit geeigneten Justiermitteln, z. B. Justierschrauben 18 versehen sind. Die Anschläge 17,18 sind einstellbar auf dem Rohr 11 befestigt. In dessen Endstellungen stoßen die Anschläge gegen progressiv wirkende Dämpfer 19. In Fig. 1 sind diese durch Zylinder 19 mit Druckstangen 20 angedeutet.

Alle beweglichen Teile der verschiedenen, auch der nachfolgend beschriebenen Bewegungseinheiten, also auch das Rohr 10, können mit derartigen progressiv wirkenden Dämpfern zusammenwirken.

Um das Rohr 10 relativ zu dem Rohr 11 zu bewegen, sind in dem teleskopartigen Arm zwei Druckluft-Kraftzyhnder 21 und 22 angeordnet, die in Serie gf schaltet sind. Der Arbeitshub aller Kraftzylinder wird so gewählt, daß die Kraftzylinder 21 und 22 mit ihrem vollen Hub betrieben werden können. Dies bedeutet, daß der größte Abstand zwischen den einstellbaren Anschlägen 17 gleich oder größer sein sollte als die Länge des im Querschnitt rechteckigen Rohres 10, wenn dieses voll ausgefahren ist. So wird es mit Hilfe der einstellbaren Anschläge möglich, das äußere Ende 23 des Rohres 10 an jeder beliebigen Stelle längs der gesamten Reichweite des teleskopartigen Armes anhalten zu lassen.

Das äußere Ende 23 des Armes 10,11 ist so gestaltet, daß ein beliebiges Greif- oder Halteorgan daran angebracht werden kann. Alle Bewegungseinheiten können ohne weiteres elektrisch, hydraulisch oder in anderer geeigneter Weise betrieben werden, und dasselbe gilt für die Greif· oder Halteorgane. Diese können also beispielsweise einen oder mehrere Elektromagneten, hydraulisch betätigte Backen oder Greifzangen od. dgl. aufweisen. Ferner ist an dem Teleskoparm noch eine Zusatzeinrichtung zum Drehen oder Schwenken der Greiforgane angebracht.

Die rechteckigen Rohre des Teleskoparmes sind ineinander und in ihrer Halterung mittels Wälzlagern in einer solchen Weise gelagert, wie es nachfolgend noch im Zusammenhang mit F i g. 4 beschrieben wird. Dort ist außerdem beispielhaft gezeigt, wie den beweglichen Einzelteilen der Bewegungseinheiten Druckluft zugeführt werden kann. Sowohl der Teleskoparm bei der Ausführung nach F i g. 1 als auch die beweglichen Glieder der anderen Bewegungseinheiten können mit Anzeigeeinrichtungen zum Abfühlen der ausgeführten Bewegungen versehen werden. Zu den Anzeigeeinrichtungen gehören durch Signalgeber beeinflußbare Schalt- oder Steuerglieder in dem z. B. elektrischen Steuerkreis. Die Signalgeber könnten dabei z. B. an geeigneten Stellen der feststehenden und/oder beweglichen Teile der Bewegungseinheiten angebrachte Magnetesein.

F i g. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine zur Ausführung von Kippbewegungen bestimmte Bewe gungseinheit, bestehend aus zwei Platten 24, einem in seiner Lage relativ zu den beiden Platten 24 unterschiedlich einstellbaren Gelenk 25 und einem Druckluft-Kraftzylinder 26. Die Platten 24 dienen wiederum als Anschlußteile und sind mit den bereits oben erwähnten Verbindungs- und Kontaktelementen, die mit entsprechenden Verbindungs- und Kontaktele menten auf Seiten angekuppelter weiterer Befestigungseinheiten zusammenwirken, ausgestattet. Der zwischen den beiden Platten 24 herzustellende Kippwinkel hängt vom Hub des Kraflzylinders 26 ab, der wiederum in derselben Weise wie oben im Zusammenhang mit dem Teleskoparm 10, 11 beschrieben, festgelegt werden kann. Es können auch entsprechende Anzeige oder Schaltelemente, die z. B. auf Magnete reagieren, vorgesehen sein. Die Vorrichtung nach F i g. 2 kann jedoch weiterhin auch so ausgerüstet werden, daß von Hand zwei bestimmte Endstellungen vorher eingestellt werden können. Durch Änderung der Lage des verstellbaren Gelenkes 25 und damit des Kippzentrums, wird eine weitere Einflußmöglichkeit auf die von der Bewegungseinheit ausgeführte Bewegung gewonnen. Schließlich bereitet es auch keine Schwierigkeiten, unterschiedliche Hublängen des Kraftzylinders 26 durch geringfügige Änderungen am Zylinder oder der Kolbenstange zu erreichen.

Die zur Ausführung von Schwenkbewegungen bestimmte Bewegungseinheit nach F i g. 3 wird mittels einer als Anschlußteil dienenden Platte 28 mit mechanischen und elektrischen und/oder hydraulischen Kupplungselementen mit in Frage kommenden Bewegungseinheiten verbunden. Die Platte 28 ist mit einem runden Rohr 29 verbunden, welches durch eine aus einem Motor 34 und einer Transmission 35 bestehenden Antriebseinheit 30 um seine Längsachse gedreht werden kann. Die Antriebseinheit ist an einem das Rohr 29 aufnehmenden äußeren Rohr 31 befestigt. Gleichfalls fest mit dem Rohr 31 verbunden ist eine Halterung 32, die je nach Anwendungsfall gegen andere passende Halterungen ausgetauscht werden kann, insbesondere solche mit einer Anschlußplatte zur Verbindung mit anderen Bewegungseinheiten, wie oben mehrfach

beschrieben. Im Beispielsfall nach F i g. 3 ist jedoch, um die Anpassungsfähigkeit der Bewegungseinheiten und damit auch der Gesamtvorrichtung zu demonstrieren, eine Halterung 32 in Form einer Klemmschelle gezeigt, deren Klemmloch 33 zur Verbindung mit einer nachfolgend beschriebenen Bewegungseinheit für vertikale Bewegungsabläufe bestimmt ist.

Die Antriebseinheit 30, die Halterung 32 sowie andere Teile der Bewegungseinheit nach F i g. 3 können mit Anschlußmöglichkeilen für Steuerleitungen oder andere eventuell notwendige Leitungen versehen sein. Über die genormten Anschlußplatten mit ihren Kupplungsgliedern für die Leitungen wird dann auch eine Verbindung zu den anderen zusammengebauten Bewegungseinheiten hergestellt. Selbstverständlich muß nicht gerade die Bewegungseinheit nach F i g. 3 die äußeren Anschlüsse erhalten, sondern diese können je nach Anwendungsfall an einer anderen Bewegungseinheit angebracht sein. Von einer Mehrzahl zusammengebauter Bewegungseinheiten können auch mehrere einzeln und unmittelbar äußere Anschlüsse an Energie- und Steuerleitungen erhalten.

Die Antriebseinheit 30 kann während des Betriebes das Rohr 29 und die Anschlußplatte 28 je nach der Steuerung jeweils um einen bestimmten Winkel drehen. Dementsprechend besitzen die sich zwischen den relativ zueinander drehenden Teilen der Bewegungseinheit nach F i g. 3 erstreckenden Versorgungs- und Stcuerlcitungcn elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Art Kontaktringe bzw. Ringnuten u.dgl., die eine relative Drehbewegung ohne Leitungsunterbrechung gestatten. An den relativ zueinander drehenden Teilen können außerdem zusammenwirkende Elemente von Anzeigevorrichtungen, Steuerschaltern u. dgl., die mit gegenseitiger Berührung oder berührungslos arbeiten, angebracht sein, wie beispielhaft nachstehend im Zusammenhang mit F i p. 4 beschrieben.

Die Bewegungscinhcit gemäß Fig.4 für vertikale Bewegungsabläufe besitzt eine Grundplatte 36, von der Art der oben beschriebenen Anschlußplattcn, ein mit der Grundplatte verbundenes äußeres Rohr 37 und ein darin gleitend geführtes inneres Rohr 38. Die Rohre 37 und 38 können im Querschnitt rechteckig sein. Am äußeren Ende des Rohres 38 befindet sich ein Ansatz oder Zapfen 39 von geeignetem Qucrschniit. Er kann beispielsweise dafür vorgesehen sein, mit der Halterung 32 der Bewegungscinhcit nach F i g. 3 verbunden zu werden.

Im Inneren der Rohre 37 und 38 ist ein Druckluft Kraftzylinder installiert, dessen Kolbenstange 4! das Rohr 38 ausfährt und zurückzieht. Das Rohr 38 ist innerhalb des Rohres 37 mittels Wälzlagern 42 gelagert und geführt, die von Haltern 43 getragen wcdcn. Zwischen den letzteren und der äußeren Oberfläche des Rohres 37 sind Gummiplattcn 44 eingespannt, die bei der Befestigung der Halter 43 mittels Schrauben 45 mehr oder weniger zusammengepreßt werden, so daß sich die korrekte Lage der Wälzlager 42 mit Bezug auf die beiden Rohre 37 und 38 sehr genau einstellen läßt. Die zusammengedrückten Gummiplatten bilden gleichzeitig eine Schraubensicherung für die Schrauben 43 Um zu verhindern, daß die Wälzlager 42 schräg zum Rohr 38 montiert worden, z. B. durch ungleichmäßiges Anziehen der Schrauben, können eine Anlageschulter oder Führungsbolzen an einer Kante der Halter 43 vorgesehen werden. Indem diese Anlageschultcrn oder Fuhrungsbolzen als Angelpunkt dienen, können die Wälzlager beim Festschrauben der Halter 43 in steter paralleler Lage zur Rohroberfläche gegen diese eingeschwenkt werden. Ebenso wie die hier beschriebene können auch alle anderen Bewegungseinheiten mit im Querschnitt rechteckigen Rohren mit derartigen einstellbaren Wälzlagerungen ausgestattet werden.

Fig.4 zeigt auch ein Beispiel einer Einrichtung mit deren Hilfe die verschiedenen Positionen des Rohres 38 erfaßt und richtig eingestellt werden können. Diese Einrichtung umfaßt einen mit dem inneren Rohr 38

ίο verbundenen Körper 46 und eine in verschiedene Stellungen einstellbare Schiene 47, die mit nicht gezeigten progressiven Stoßdämpfern zusammenwirkt. Die Schiene 47 ist mit einem Längsschlitz versehen, in welchem Schrauben 49 mittels Muttern 50 in jeder beliebigen Stellung befestigt werden können. Die Schrauben 49 tragen feste Anschläge 51 und Schaltelemente 52 berührungslos wirkender Schalter auf der Innenseite der Schiene 47.

Der Körper 46 trägt in einer Bohrung einen als Anschlagglied dienenden Kolben 53, der zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung verschieblich isi. Die Steuerung der Kolbcnbewegung kann magnetisch oder in anderer geeigneter Weise, z. B. auch durch über einen Kanal 54 zugeführtc Druckluft erfolgen. Außerdem trägt der Körper 46 als Schaltelemente dienende Magnete 55. Während der Bewegung des Rohres 38 verfährt der milgcführtc Körper 46 innerhalb eines nicht in seiner ganzen Länge gezeigten Längsschlitzes im äußeren Rohr 37. Die zulet/t beschriebene Schalt- und Positioniereinrichtung arbeitet wie folgt:

Wenn das Rohr 38 bewegt wird, z. B. aus einer oberen Stellung nach abwärts, fährt in einer bestimmten Stellung der unterste Magnet 55 un dem mit ihm zusammenwirkenden magnetisch betätigbaren Schalter 52 vorbei. Hierdurch wird an lic Steuereinheit ein Signal gegeben, welches bewirkt, daß der Kolben 53 aus dem Körper 4b vorgeschoben wird. Der Kolben 53 trifft dann unmittelbar darauf gegen den unteren Anschlag 51, und die den Stoß aufnehmende Schiene 47 wird entgegen der Wirkung einer nicht gezeigten progressiven Dämpfungsvorrichtung ein kurzes Stück mitgenommen, so daß die Bewegung weich abgebremst wird und das Rohr 38 in einer vorbestimmten Stellung stehenbleibt. Es können mehrere Anschläge 51 in unterschiedlichen Positionen an der Schiene 47 befestigt und es kann entsprechend die Steuereinheit so programmiert sein, daß bei verschiedenen Bewegungsabläufen jeweils an anderen Anschlägen angehallen wird.

F i g. 4 zeigt auch, in welcher Weise /.. B. Druckluft den beweglichen Einzelteilen der Bewegungseinheit zugeführt werden kann. Im Bcispiclsfall ist ein stationäres Rohr 56 vorgesehen, das Anschluß an eine Druckluftquelle hat und in welchem dichtend ein weiteres Rohr 57 tclcskopartig gleitet, welches mit den

beweglichen Teilen verbunden ist. Die auf scitcn des einen oder anderen Rohres anzubringenden Dichtungen

sind für sich bekannt.

Fig.5 zeigt rein schematisch eine horizontal

verfahrbare Bewegungseinheit, bestehend aus einem Wagen 38 mit Rädern 39. Es kann, falls gewünscht, vorgesehen sein, daß der Wagen auf Schienen läuft, es kommt aber auch eine freie Beweglichkeit auf dem Boden 60 und Fernsteuerung in Frage. Die Steuerimpuls

6j se könnten dabei auch durch im Boden verlegte elektrische Leitungen übertragen werden. Auch der Wagen 38 besitzt eine zur Verbindung mit den anderen Bewegungseinheiten bestimmte Anschlußplnttc 61 der

oben beschriebenen Art; er hat weiterhin einen Laderaum 62, der ihn befähigt, an einer Stelle eine große Anzahl Gegenstände aufzunehmen und sie dann über eine größere Entfernung zu einer Bearbeitungsmaschine oder einem Lager zu transportieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Transportieren und Positionieren von Gegenständen, insbesondere Werkstükken, mit Greif- und Bewegungsorganen, von denen die letzteren nach dem Baukastenprinzip aus einzelnen, aus relativ zueinander beweglichen Teilen bestehenden und mittels Druckluft voneinander unabhängig antreibbaren Bewegungseinheiten für je eine bestimmte Elementarbewegung zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der eine (38) der relativ zueinander beweglichen Teile (37,38) wenigstens einer Bewegungseinheit in an sich bekannter Weise mit einem zwischen einer Wirkungsstellung und einer wirkungslosen Stellung umschaltbaren Anschlagglied (Kolben 53) versehen ist, das in seiner Wirkungsstellung die Bewegung der Bewegungseinheit durch Auffahren gegen einen von mehreren einstellbar am anderen Teil (38) der Bewegungseinheit angeordneten Anschlägen (51) begrenzt, und daß an den beiden Teilen (37, 38) der Bewegungseinheit berührungslos zusammenwirkende Schaltelemente (52, 55) vorgesehen sind, die kurz vor Erreichen der gewünschten Anschlagstellung ein die Umstellung des Anschlaggliedes (Kolben 53) in seine Wirkungsstellung auslösendes Signal an eine programmierte Steuereinheit geben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (51) von einer einstellbar am festen Teil (37) der Bewegungseinheit angeordneten Schiene (47) getragen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (47) in Anschlagrichtung gegen progressiv wirkende Stoßdämpfer geringfügig bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschlag (51) das eine (52) der berührungslos zusammenwirkenden Schaltelemente trägt und das andere Schaltelement (55) an einem das Anschlagglied (Kolben 53) tragenden Körper (46) dem Anschlagglied vorauseilend angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Anschlagglied (Kolben 53) vorauseilende Schaltelement (55) ein Magnet ist und das andere Schaltelement von einem magnetisch betätigbaren elektrischen Schalter (52) gebildet ist.