DE2253929C3 - Vorrichtung zum Handhaben von Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Gegenständen mit einem Fundament einem auf dem Fundament angeordneten Scherenmechanismus /um Tragen einer Plattform, einer durch die Plattform drehbar gehaltenen, vertikalen Welle, einem durch die vertikale Weite genaltenen, horizontalen Arm und an einem linde des horizontalen Armes angeordneten Handgelenk- und Greh mitteln.

Die Mehrzahl bekannter Vorrichtungen zum Handhaben von Gegenständen verwendet als Heb- und Senkeinrichtung hydraulische Kolben- und Zylinderanordnungen, so z. B. die Vorrichtungen nach der FR-PS 2 034 910 und DT-AS 1 208 464.

Eine mit einem Scherenmechanismus arbeitende Vorrichtung wird in der US-PS 2 861 700 in Form einer hängenden Anordnung beschrieben. Im übrigen sind Scherenmechanismen ?um Heben und Senken von Lasten schon seit geraumer Zeit bekannt (vgl. zum Bei-•pie! DT-Gbm 7 210679). Ihre Verwendung bei Vorrichtungen zum Handhaben von Gegenständen ist jedoch trotz vieler Vorteile (einfacher Aufbau, geringe Wartungskosten, Erzielung hoher Hubwege u. dg!.) unter anderem deshalb relativ selten, da sie einen längs ^c° «les Hubweges sich stark ändernden Krafbedarf erfordern, wobei die Kräfte nur schwer, z.B. hinsichtlich einer konstanten Hubgeschwindigkeit, zu steuern sind. Uiese unü andere mit Scherenmechanismus verbundenen Probleme sind auch bei der Vorrichtung nach der US-PS 2 861 700 nicht beseitigt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu f runde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung dergestalt zu verbessern, daß der Scherenmechanismus iTiit nur geringem Kraftbedarf betätig' u - den kann und daher eine Energiequelle geringer kapazität ausreicht so daß eine exakte Steuerung der Hubgeschwindigkeit der auf dem Scherenmechanismus anf eordneten Plattform erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, &s daß ein Paar Querstreben des Scherenmechanismus durch eine Welle miteinander verbunden ist, wobei an der Welle ein druckmediumbetriebenes Betätigungsorgan angreift, welches ausgerichtet zu einer Arbeitsfeder angeordnet ist

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme, die Wirkung des Betätigungsorgans mit einer Arbeitsfeder zu kombinieren, wird erreicht, daß bei Absenken der Plattform die Arbeitsfeder gespannt wird und damn ihre gespeicherte Energie beim Heben der Plattform wieder zur Verfügung gestellt wird Die Plattform wird somit nicht allein durch das hydraulische Betätigungsorgan, sondern auch durch die Rückstellkraft der Arbeitsfede·- gehoben. Auf diese Weise läßt sich das mit Scherenmechanismen bislang vorliegende Problem beseitigen, daß beim Heben der Plattform ein zunächst sehr großer und dann allmählich absinkender Krafbedarf erforderlich ist Die Arbeitsfeder verringert nicht nur die erforderliche Kapazität des Betätigungsorgans, sondern vermindert ebenfalls die Abweichung in den Kräften, die vom Betätigungsorgan abgegeben werden müssen, und erle -rt damit die exakte Steuerung der Hubgeschwir gkeit der Plattform. Eine Verringerung der Kapazität des Betätigungsorgans bedeutet ferner eine Verringerung der Kapazität der Druckmediumversorgungsquelle, so daß bei der Erfindung mit einfacheren Bauelementen ausgekommen werden kann und dennoch die bislang bei Scherenmechanismen vorliegenden Probleme beseitigt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfitidung wird an Hand der Zeichnung im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g-1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach

Fig. 1,

F i g. 3 eine vergrößerte rechtsseitige Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 und 2,

Fig.4 eine Draufsicht längs der Ebene IV-IV nach Fig. 2,

F i g. 5 eine Draufsicht längs der Ebene V-V nach Fi* 2,

ι . g. 6 eine vergrößere, geUochene Ansicht längs der Ebene VI-VI nach F i g. 5,

Fig. 7 einen Schnui längs der Schnittlinie VIIVII nach F i g. 6,

Fig.8 eine vergrößerte, teilweise gebrochene Ansicht eines in F i g. 5 gezeigten Greifmechanismus.

Fig.9 ein Blockdiagramm eines Druckmedium-Steuersystems und

Γ1 g. 10 ein Blockdiagramm eines elektrischen Steuersystems.

Die nachfolgende Beschreibung betrifft eine bevor zugte Ausführungsform eines Industrieroboters zur Handhabung von Gegenständen nach einem programmierten Steuerplan.

Auf einem Fundament 101 sind ein Paar Lager röcke III und uz befestigt, durch die die gegenüberliegenden Enden et;^ 'Velle 107 mittels in den Lagerbecken angeordneten Ladern drehbar gehr.lten werden. An der Welle 107 an der Außenseite der Lagcrbocke 111 und ί 12 sind Quersireben S03 und !04 angeordnet Die Querstreben !03 und 104 stehen drehbar mit entsprechenden Querstreben 105 und 106 durch Bolzen 119 und 120 in Verbindung, wobei sich die Bolzen durch die Mittellinie der Querstreben erstrecken. Auf diese Weise ist jedes Paar von Querstreben miteinander verbunden und bildet ein X. Die gegenüberliegenden Enden der Querstreben 103 und !04 stehen mit den beiden Enden einer Welle tlO in Verbindung, die durch Gleit führungen 117 und 113 gehalten ist, wobei die Gleitführungen an einer horizontalen Plattform 102 mittels

«iner Vielzahl von Rollen 121, 122, 123 und 124 befestigt sind. Die oberen Enden der Querstreben 105 und IW sind an den gegenüberliegenden Enden einer Welle befestigt, die drehbar durch Lagertlöcke 113 und |14 auf der Pia» orm 102 gehalten ist. Die unteren Enden uer Querstreben 105 und 106 sind an den gegenüberliegenden Enden einer Welle 108 befestigt Nach ρ ig. 4 werden die Querstreben 105 und 106 durch Gleitfahrungen 1:5 und 116 mittels Rollen geführt, wo-

digkeitssteuerung zur vertikalen Bewegung der Platt form.

Eine Abnahme in der Kapazität des Betätigungsor gars bedeutet ferner eine Verringeaing der Kapazität der Druckmedium-Energiequelle. Da das Verhältnis der Bewegungen der Plattform und des Betätigungsorgan nes 130 1:1 ist läßt sich die vertikale Lage der Platt form 102 durch Messen der Bewegung des Armes 131 ermitteln, wobei der Arm i31 an der Kolbenstange -»es befestigt ist. Insbesondere aus

bei die Glpitführungen 115 und 116 am Fundament 101 io Betätigungsorgans _o-

_an der inneren Seite der Que treben 105 und 106 befe- F i g. 3 und 4 geht hervor, daß mit de- ^leitfuhrungen

srigtsind «5%ur Drehung eines an der Welle e.ne Potent.ome-

Das Fundament 101 und die ^attform <03 liegen ters 132 befestigten Ritzels eine Zahnstange 141 vorge-

zueinander parallel, was ebenfaiis :r. bezug auf die sehen ist. Zur Steuerung der dem Betätigungsorgan liu

Ouersfeben 103 und 104 und rfie Qu5; —^en 105 und 15 zugeführten Druckmediummenge dient 21η Servoventil

106 zutrifft Die Wellen 107. iOC. t& .nd 110 liegen 151 (vgl. F i g. 9), das an ein nicht dargestelltes, auf dem

ebenfalls parallel zueinancr-. Vic- ... verstreben 103. Fundament angebrachtes Leitungssystem angescmos-

104 ίΟ5 und 106, vier Weilen it,, ,ijg, 109 und 110 und sen ist Im folgenden wird auf eine Gelenkdrenwe e

iweiWu.en 119 und ί20 v~ 1 --o zueinander angeord- Bezug genommen. Ein Gehäuse 161 fur die Hauptwelle

met. daß ein Scherenr ^<wismus K-O gebildet wird. 20 ist mit der Unterseite der Plattform 102 vor deren Mit Purch Veränderung dss Aobtandes zwischen zwei Wellen 1C7 und 108, die nahe am Fundament 101 angeord
net sind, IaBt sich die Plattform ir- vertikaler Richtung

bewegen. Z'ir Durchführung dieser Bewegung dient ein

telpuwkt befestigt Eine Hauptwelle 162 (F 1 g. 2) weist an ihrem oberen Bereich ei- geflanschte Oberflache auf, und ein Armhalter 2JO ist ν m Tragen e.nes hon-

hewegen /.'ir uurcnrunrung dieser oew^gung uicm cn. zontalen Armes 200 an der flanschartigen Oberfläche druckmedmmbetriebe..es Betätigungsorgan oder eine >₅ befestigt Die Hauptwelle 162 wird drehbar durch em Kolben-Zylinder Anordnung 130. die an der oberen Paar vertikal in Abstand gehaltene Lager 163 und lb4 Oberfläche des Fundamentes 101 durch Tragkonsolen genalten (vgl. F . g. 3). Das obere Lager^ 163 ist ? dem ΙΤ2~befestigt ist Ein Gabelarm 131 ist an der Kolben- Gehäuse 161 durch einen Lagerhalter lfc» angeordnet ^e de Betätigungsorgans 130 angebracht wobei v^rend das untere Lager 164 unmittelbar durch da d?rGabelarm 31 mittels Ler durch nicht dargesteike 30 Gehäuse 161 gehalten wird. Des weiteren ,st fur das Ser gelagerten Welle 108 getragen wird. Durch hin- obere Lager 163 ein kombinierter Dichtung* und Sd hefgehlnde Bewegung deV Kofoennange des 3etä- Lagerklemmhalter 170 vorgesehen. Am zentralen^ tigungsorgans 130 wird die Welle 108 gemäß F1 g. 2
nach links und rechts bewegt und bewegt dabei die

reich der Hauptwelle sind durch Bolzen ein Paar Kettenräder !8ί und 182 befestigt die mit einem Paar Kei

Plattform 102 in vertikaler Richtung Bekanntlich sinu 35 ten 185 und 186 kämmen. Die gegenüberliegenden En Scherenmechanif-nen deshalb nachteilig, da die vom den der Ketten 185 und 186 sind mit Stangen 187. 188, Betätigungsorgan abgegebene Kraft sich mit der Höhe iSS und 190 verbunden, die wiederum mit Ausgleichs der Plattform v- ändert Ein wesentliches Merkmal der balken 191 und 192 gemäß F i g. 3 in Verbindung ste-Erfind_pg besteht darin, daß ein Scherenmechanismus hen. Die Mittelpunkte dieser Ausgleich-.balken sind an dennoch verwendet und dieser Nachteil durch Einsät- 40 Kolbenstangen eines Paares von Druckmedium beaufeiner Arbeitsfeder vermieden wird, insbesondere aus schlagbaren Zylindern 193 und 194 durch Stifte ange-F i g. 4 geht hervor, daß ein Federsitz 130 am äußeren schlossen, wogegen die Mittelpunkte der Zylinder 193 Ende des Gabelarmes 131 an dessen Innenseite und ge- und 194 am Gehäuse 161 befestig" sind. Die Kolben der geuüber dem Betätigungsorgan 130 btiestigt ist. Ein Zylinder SS3 und 194 stehen untereinander durch eine Federgehäuse 135 ist an der äußeren Oberfläche des 45 Kette in Verbindung und werden so in Hin- und Herbe-Federsitzes 133 in axialer Ausrichtung nit dem Betäti- wegung versetzt daß die Hauptwelle mittels der Ket gungsorgan 130 zur Aufnahme einer Arbeitsfeder 134 ' ■'■·--"*■· < «n ·■<>·· vorgesehen. Das Federgehäuse 135 wird durch eine am
Fundament 101 befestigte Tragkonsole 136 gehalten.

wegung verseiii, uau uit ii«_ur...... -„

ten 185 und 186 und der Kettenräder 191 und 192 verdreht werden kann. Entsprechende Zylinder 193 und 194 stehen mit einem Servoventil 201 über ein in F i g. 9

indament 101 befe-t.gte I ragkonsoie 1* genauen. 1^ »»..«...... ""-"-~^~-rr, · _{tem in V}er-

Die Arbeitsfeder 134 ist so ausgelegt, daß sie die 5° schematisch dargestelltes Ronrle.tungssystem

Ausgai.gsleisti) g des Betätigungsorgans 130 von einem Punkt maximaler Leistungsabgabe bis zu einem dazwischenliegenden Punkt unterstützt. Insbesondere rian... wenn sich uie Pif.tiionr. iS2 in ihrer unterster. Lage befir, ' :t, wird vom betätigungsorgan zum Anheben der Plattform 102 die größte Energieabgabe gefordert. Unter diesen Umständen jedoch befindet sich die Arbeitsfeder 134 im zusammengednickten Zrstand, so äaßiin-ihr die maximale Kraft gespeichert ist. Wird die

bindung.

Das Servovertil 201 dient zur Steuerung der Druck tnediumzufuhr zu den Zylindern 193 und 194 und ist an pinpm nicht dargestellten, am unteren Bereich des Gehäuses 161 angeordneten Leitungssystem sowie an einem P-Kanal 412 und einemT-Kanal 413 angeschlossen. Zun Messen der Winkelstellung der Hauptwelle dient ein Potentiometer 205. das mit dem unteren Ende des Gehäuses 561 durch eine Tragkonsole 204 (F ί g. 2)

daß in ihr die maximale Kraft gespeichert ist. Wird die uc» vt.muo^ ,„. .._„.. .

Pl.ttform 10? angehoben, so nimmt die vom Betäti- 60 befestigt ist. Das Potentiometer 205 wird durch ein an gungsorgan jzugebende Kraft ab und damit verrin- der Welle befestigtes Ritzel und ein am unteren Ende

hd 203 tiben

gungsorgan ujzugebende Kraft ab, und damit verrinne, ι sich allmählich die in der Arbe'tsfeder gespeicher-TeEnergie.

Die Verwendung einer derartigen Arbeitsfedür verfingert nicht nur dh Kapazität des Betätigungsorgans, sondern vermindert ebenfalls die Abweichung in den Kräften, die voi,.. Betätigungsorgan abgegeben werden müssen, und erleichtert auf diese Weise die Geschwin-

UClCbLIgI ISt. L/ω I UiVIiUV.,...,.

der Welle befestigtes Ritzel upd ein am unteren Ende der Welle angeordnetes Stirnzahnrad 203 angetrieben. Nach F i g. 5 ist der Armhalter 210 an der flaüschartigen Oberfläche a.Ti oberen Ende der Hauptwelle 162 zum Halten der Tragkonsolen 211 und 212 befestigt. Diese Tragkonsolen nehmen drehbar armtragende Hülsen 217 und 218 mittels entsprechender Paare von Lagern 213,214, 215 und 21β auf. Ein horizontaler Arm

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200 erstreckt sich durch die HCfsen 217 und 218. Die drei am Umfang voneinander in Abstand gehaltenen Stellen des Armes 200 werden durch Rolfen 219 und 224 gehalten, die jeweils mit einem Lager gemäß F ig. 3 und 5 so versehen, sind, daß der Arm 200 sich frei hin- und herbewegen kann. Diese Rolfen werden durch exzentrische, nicht dargestellte Wellen so gestützt, daß der Zwischenraum zwischen den Rollen und dem horizontalen Arm 200 einjustiert werden kann! Bei dieser Bauweise läßt sich der k-iHzontale Arm um seine Achse zusammen mn den armtragenden Hiilscr verdrehe r

DuTvh die Tragkonsolen 211 und 212 wird nach F ι g. 5 e:n horizontaler Druckmedium beaufschlagbarer Zylinder 230 gehalten. Das äußere Ende der Kolbenstange des Zylinders 230 ist über ein Schraubgewinde mit eineni Verbindungsarm 231 verbunden. Der Verbindungsarm 231 ist mit einpr Hohlwelle 233 verbun den. die über dem horizontal jn Arm 200 durch ein Paar Radial- und ein Paar Axiallager gehalten und mit dem Arm 200 durch einen Stift so verbunden «st daß der ho. izontale Arm 200 sich frei unabhängig von der Lage dei Kolbenstange des Zylinders 230 verdrehen läßt. Die Achsen des horizontalen Armes 200 und des Zylin ders 230 werden zueinander exakt parallel gehalten, so daß die Kolbenstange gleichartig mit dem horizontalen Arm 200 bewegt werden kann.

Zur Steuerung der Druckmediumzufuhr zum horizontalen Zylinder 230 dient em Servoventil 234. das mit einem nicht dargestellten, am Armhalter 210 befestigten Leitungssystem angeschlossen ist. Das Servoventil 234 ist ferner am P-Kanal 412 und T-Kanal 413 angeschlossen.

Nach F i g. 2 und 5 wird die Stellung des horizontalen Armes durch ein a τ der Armhalter-Tragkonsole 212 über ein Verbindungsstück 237 befestigtes Potentiometer 236 gemes^n. das durch eine Zahnstange 238 am horizontalen Arm 200 über ein an der Welle des Potentiometers 236 angeordnetes Ritzel angetrieben wird

Die Drehbewegung des horizontalen Armes 200 wird durch Verdrehung der armhaltenden Hülse 218 verur sacht die auf der rechten Seite in, F i g. 5 dargestellt ist Eme druckmediumbeaufschlagbare Zylinderanordnung 240 (F i g. 7) ist zur Verdrehung des horizontalen Arr e<. an einem Getriebekasten 241 an der Tragkonsole 2:2 angeordnet Wie am besten aus den Fi g. 6 und ? hervorgeht, enthält die Anordnung 240 einen Zylinder 244. dessen Enc",n durch Abschlußplatten 242 und 243 geschlossen sind, und ferner ist ein Kolben 245 mit einer Zahnstange 245a vorgesehen.

Dl·. Zahnstange 245s dss hin- usd hergehenden Kolbens kämmt mit einem durch den Getriebekasten 241 über ein Lager gehaltenes Ritzel 246, so daß die Hin- und Herbewegung des Kolbens 245 in eine Drehbewegung transponiert wird. Ein auf derselben Welle wie das Ritzel 246 angeordnetes Zahnrad 247 kämmt mit einem Zahnrad 24s, das auf einer die Bewegung übertragenden Welle 248 angeformt ist.

Die Welle 248 ict in am Getriebekasten 241 und an der Armhalter-Tragekonsole 212 angebrachten Lagern gelagert. Ferner kämmt eine an die Welle 248 integral angeformte Schnecke 250 mit einem. Schneckenrad 251, das an der Hülse 218 befestigt ist und die Hin- und Herbewegung des Kolbens 245 in eine Drehbewegung der Hülse transportiert. Die Drehbewegung der Hülse wird auf den dadurch über Rollen sich erstreckenden Arm 200 übertragen.

Die Winkelsteilung des horizontalen Armes 200 wird

mechanisch bestimmt Insbesondere aus F i g, 6 geht hervor, daß ein kombinierter Lagerhalter und Begrenzer 253 rechtsseitig mil der. Hülse 2£8 verkeilt ist, wobei der. Umfang des Begrenzers 253 bei 254 zur Ein-

S griffnahme mit der Kerbverzahnung einer, Anschlag-

kfaue 255 kerbverzahnt ist Die Anschlagklaue 255 ist am Begrenzer 253, durchweinen Bolzen 256 befestigt.

, "Am anderen Ende der Anschlagklauc255 ist'ein Bolzen ,257 vorgesehen, wobei der BolzcnkopT mit einem AnV.

>o schlagstock'258 -»n der ArmhaherTragkonsole 2t2 zu saminrnwirken kanr Zur Einstellung des Drehwinkels des horizomalen Armes wird die Anschlagklaue 255 in eine passende Position auf der Kerbverzahnung des Begrenzers 253 bewegt und dann die Anschlagklaue mit dem Begrenzer durch d<"n Bolzen 75fo gesichert.

Eine Feineinstellung der Anschlagkette erfolgt dusch den Stellbolzen 257. der nach Einstellung durch eine Kontermutter gesichert wird.

Zur Steuerung d'-^r Druckmediumzufuhr zur Kolben-Zylinder-Anordnung 240 zur Verdrehung des horizontalen Armes dient em Richtungsumschaltventil 259. das an einer nicht dargestellten, mit dem Armhalter 210 verbundenen Rohrabzweigung oder Rohrleitungssystem angebracht und an dem P-MQndungsstüek ode Kanal 412 und dem T-Mündungsstück oder Kanal 4J3 anji ^schlossen tsJ.

F1 g. 8 zeigt den nachfolgend beschriebenen Gretfmechanismus Ein Paar Finger 270 und 271 sind schwenkbar mit Fingerguedem 272 und 273 durch BoI-zen 276 bzw. 277 so verbunden, daß die Winkel zwischen entsprechenden Fingern und Fingergliedern sich auf irgendeinen beliebigen Wert einstellen lassen. Um eine unbeabsichtigte oder zufällige Re'ativbewegung der miteinander in Berührung stehenden Flächen von F.ngem und Armen zu vermeiden, sind diese Flächen, «π« bei 289 gezeigt, geriffelt. Die gegenüberliegenden Enden der Fmgerglieder 272 und 273 stehen schwenk bar mit einer Buchse 285 durch Bolzen 278 und 279 in Verbindung. Zwischen der Enden der Fingerglieder 272 und 273 liegende Stellen sind an Gelenkhebel-n 274 und 275 durch Bolzen 280 und 281 verbunden und die gegenüberliegenden Enden der Gelenkhebel 274 und 275 sind schwenkbar an einem Block 284 durch Bolzen 2e2 and 283 angelenkt Wenn daher der Bleck 284 in axialer Richtung des horizontalen Armes 200 hin- und herbewegt wird, werden die Fmgerglieder 272 und 273 um die Bolzen 278 und 279 gedreht Fol^.ch öffnen und schließen sich die Finger. Die Buchse 285 h>. mit einem Ende des horizontalen Armes 200 durch einen nicht dargestellten Bolzen verbunden. Ein Paar Tragkonsolen 286 sind 287 {Fig.2} sind an der Buchse 285 befestigt und dienen zur exakten Führung einer Anordnung, die den Gelenkhebelblock 284, die Gelenke 274 und 275 und die Fingergfieder 272 und 273 umfaßt, so daß auf diese Weise ein Lösen dieser Organe vermieden wird.

Der GelenkbktcK 284 ist an einem Ende der Verbindungsstange 288 mit einem Gewinde versehen und an dieser durch eine nicht dargestellte Schraube befestigt

Das genannte Ende der Verbindungsstange 288 erstreckt sich durch eine an der Buchse 285 befestigte Büchse 293. während das gegenüberliegende Ende der Verbindungsstange 288 sich durch eine Buchse 294 (F i g. 5) erstreckt Die Büchse 294 sitzt in der Hohlwel-Ie 233. die mit dem gegenüberliegenden Ende des horizontalen Armes verbunden ist, so daß die Verbindungsstange 288 in horizontaler Richtung eine Hin- und Herbewegung erzeugen kann. Ein Verbindungsann 297 ist

,«η»,rechtsseitigen Ende der.Verbindungsstange '288 ' durch, ein iLsger-entsprechend Γ j.5 drehbar ange-

' bracht Der Verbindungsarm 297 steht mit der Kolben ^h (Ungemeines, druckmediumbetiiebenen Zylinders 295

,lür-den^Greifrnechfinismusjin Verbindung, wobei der

~VZyliV-«er 295i an'cincr/amjVerbindungsarm 231 befestigten TagkonsoJisT29e, angeschraubt ist Em, Bolzen 300 „äußeren Ende'des,Verbin'dungsarms^297 angeordnet'und dient als Anschlag für d"T Zylinder 295. so daß der W ,kel zwischen den Γ ing'rn 2.0 und 271 durch Einstellung des Bolzens 300 eingestellt werden kann. Obgleich in der Zeichnung nicht dargestellt wird der Bolzet: 300 durch eine Kontermutter, die mit dei Tragkonsole zusammenwirkt gesichert

Zr Steuerung der Druckmediumzufuhr zum Zylinder 295. der zum öffnen und Schließen der Finger 270 und 27) dient ist ein Richtungsumschaltventil 303 vorgesehen, das an eine nicht dargestellte, am Armhalter angebrachte Rohrabzweigung oder ein Rohrleitungssystem angeschlossen ist und mit dem P-Mündunpsstück so oder Kanal 412 und demT-Mtindungssiückoder Kanal 413 in Verbindung steht

Vorteilhaft wird ein Dreh ventil nach F i g. 3 zur Vereinfachung des Rohrleitungssystems zwischen den den Zylinder-Kolben-Anordnungen und der Druckmediumquelle zugeordneten Servoventilen und Richtungsum- ! 'haltventilen bzw. zur Vereinfachung des Leitungssystems zwischen den Ventilen und einem Druckmedium-Riservoir und dem Abfiußleitungssystem verwendet. Insbesondere wird ein Drehventil zur Steuerung des Druckmediumflusses zu den verschiedenen Zylindern zur Hin- und Herbewegung und Verdrehung des horizontalen Armes und zur Betätigung des Greifmechanismus verwendet wobei letzterer zusammen mit der Ge-'enkverdrehwelle in Drehung versetzt wird, so daß

erdurch eine gegenseitige Beeinflussung und Beschädigung wie bei langen Rohrleitungen vermieden und auf diese Art und Weise Raum eingespart wird.

Nach F i g. 3 enthält das Drehventil ein Ventilstück 310 und ein Gehäuse 311. dessen unteres Ende an dem flanschartigen oberen Ende einer rohrförmigen Hauptwelle 312 befestigt ist Das untere Ende der r</nrförmigen Welle 312 wird über ein nicht dargestelltes Lager durih die Hauptwelle getragen, während das abgeflanschte obere Ende durch einen Sitz 313 zur Anbilr.- gong des Drehventils über ein nicht dargestelltes Lager gehalten ist wöbe: die rohrförmige Welle 312 sich relativ zur Hauptwelle drehen kann. Der Sitz 313 ist mit dem Armhalter 210 verschraubt Bas Ventilstück 310 wird in einem Paßsitz im Ventiigehäuse 311 gehalten, 5» wobei letzteres mit dem SiU 3ίΟ verschraubt ist so daß das Ventilstück 310 sich relativ zum Ventilgehäuse 111 drehen läßt Vier Ringnuten sind in der Umfangsoberläche des Ventilstückes 310 angeordnet wobei eine ^e? Nuiss sit dass P-Mündungsrohr 330 durch iine Leitung 327 kommuniziert Die Leitung 327 erstreckt «ch dabei durch das Ventilstück, und das Rohr 330 ist init der unteren Seite des Ventilstückes verbunden und führt zur Druckmediumquelle. Eine andere Nut steht mit einem Rohr 331 durch eine Leitung 328 im Ventilstück in Verbindung, wobei das Rohr 331 zwischen dem Boden des Ventilstückes 310 und dem DruckmedHun-Reservoir vorgesehen ist Die verbleibenden beiden Nuten sind untereinander durch das Ventilstfick 31ö verbunden und dienen als Abflußnuten zum Auffangen von Druckmedium-Lecks aus den zuvor erwähnten beiden Nuten und sind an einem nicht dargestellten Abflußrohr, das sich zwischen dem Boden des Ventilstücks und dem Mediumreservoir erstreckt angeschlossen. Das Ventilgehäuse 311 ist,mit Milntf'tngskanalen 324, 325 und 326 a» den Nuten in der JJrneangsoberfläche des Ventilstücks 310 entsprechenden Stellen versehen. Der Mundungskanal 324 ist an ein Rohr zur Zuführung des Druckmediums, der Mündungskanal,325 an einer Rückflußleitung und das Mündungsstück 328 an ein AbfluDrohr angeschlossen, die in entsprechender V/eise mit dem Leitungssystem für die Betätigungsorgane -tür Hin- und Herbewegung des Arnes, iur Verdrehung des Armes und zur Betätigung des Greifmechanismus in Verbindung stehen.

Um irgendwelche Leckverluste des Druckmediums, durch einen schmalen Spalt zwischen dem Vmtilstuck 310 und dem Ventilgehäuse 311 zu verhindern, sind ©-Ringe 315 und J16 vorgesehen, Der ©-Ring 316 liegt in einer in der Umfangsfläche des Ventilstücks 310 ausgebildeten Nut wohingegen der ©-Ring 315 in einer Nut gehalten ist die zwischen dem Ventilstück 310 und einer Staubschutzkappe 314 am oberen Ende des Drehventils ausgebildet ist

Ein nicht dargestellter Kerb ist am unteren Ende ler rohrförmigen Welle 312 zur Aufnahme eines nicht dargestellten, am Gehäuse der Hauptwelle befestigten Vors ngs angeformt womit eine Ver rehung der rohn .migen Welle verhindert wird. Auf diese Weise wird, selbs wenn die Hauptwelle verdreht wird, c e rohrförmige Welle stationär gehalten, so daß ein Verdrehen der darin befindlichen Rohre nicht eintreten kann.

An Hand F i g. 9 wird nachfolgend das Rohrleitungssystem für das Druckmedium beschrieben.

Das in einem Reservoir 401 befindliche Druckmedium wird durch eine durch einen Elektromotor angetriebene Pumpe 403 über einen Filter 402 abgesaugt und unter Druck gesetzt. Das Druckmedium wird einem Filter 408 über ein Sperrventil 405 und ein Entlastungsventil 406 zugeführt und gelangt dann zu den verschiedenen Kolben-Zylinder-Anordnungen über das P-Mündungsstück 412 Der Rückfluß Hydraulikeinheit 400 erfolgt über d&s T-Mündungsstück 413, wobei die Rückleitung zum Reservoir 4Gl über das Sperrventil 418 und eine Kühleinrichtung 410 vorgenommen wird. Ein Entspannungsventil 407 ist zur Rückführung eines Druckmediums mi; einem Druck oberhalb eines bestimmten Wertes zum Reservoir 401 vorgesehen, so daß auf diese Weise ein konstanter Druck des Druckmediums beibehalten wird. Im allgemeinen wird als Entlastungsventil 406 ein Magnet betätigtes Zwei-Vier-Wegeventil verwendet. Ein Dnickspeicher 409 steht mit dem Auslaß der Pumpe 403 zur Absorption von Fluktuationen im Druck des Druckmediums und zur Milderung rascher Druckschwankungen in Verbindung. Des weiteren ist ein Thermostat 414 zum Öffnen eines Ventils 411 in dar Kühlwasserleitung für die Kühleinrichtung 4m vorgesehen, sobud die Temperatur des Druckmediums im Reservoir einen bestimmten <Vert übersteigt Ein Magnetabscheider 415 zur Entfernung von Eisenteilchen im Druckmedhnn ist ferner in das Reservoir 401 eingehängt Die verschiedenen Elemente steifer d~ ^attä* einen ätrichpur.ktierieri Li=„=nzug in F i g. 5 angedeutete Druckrinl^it400dsr.

Das Steuersystem des neuartigen Roboters dient zur automatischen Steuerung der verschiedenen, zuvor beschriebenen Organe nach einem vorgegebenen Programm. Darüber hinaus führt das Steuersystem eine Punkt-zu-Punkt-Steuerung durch. So führt es eine Reihe von Betätigungen bei einem Punkt und weitere Rei-

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hen von Betätigungen bei einem anderen Funkt durch. Darüber hinaus wird ein geschlossenes Ringsteuersystem zur Positionierung der verschiedenen Wellen in exakter Ljge verwendet Dieses Steuersystem zeichnet sich dadurch aus, daß das gewünschte Programm einfach dadurch vorgenommen wird, daß man ein entsprechend ,der Eatätigungsfoige gelochtes Band anbringt und dann die Tasten zum Einstellen der Position und Zeit betätigt wobei das Programm, da Lochbänder ver wendet werden, gespeichc -rden kann, und eine Begren7· g der Anzahl der Pi ogrammschritte nicht vor Uegi. f-erner zeichnet sich das Steuersystem dadurch aus. da 3 bei Fällen, wo die rasche Positionierung einer schweren Last notwendig ist man ianft oie Bet· ?bs-•perationen starten und anhalten kann, ohne daL ■ gendwelche Stöße auftreten, sofern ein automatischer einstellbarer Kreis für *■ "»n nachfolgend beschriebenen Gleichstrom-Servov^. stärker vorgesehen wird.

Die Bau- und Arbeitsweise des Steuersystems ii wie folgt: Unter Verwendung einer El AS-Einheitsstandard-Codierung wird ein Programm des Wort-Adressen-Typs durch Lochen auf einen Streifen übertragen und der Lochstreifen durch einen passenden Leser gelesen. Das Sum*-estern enthält eine Rückkoppelungs-SteuerschaitufiH mit einem Gleichstrom-Servoverstärker, der als eingangsgröße die von einem Potentionu ler abgegebene Spannung erhält Dieses Potentiometer Speichert die Stell· ig des ^rmes und hat einen Ausgang, der der vot. einem Potentiometer abgegebenen Spannung gleichkommt das die Stellung des Armes nnd eines EJektro-Druckmedium-Servoventils erfaßt Dieses Steuersystem kann gleichzeitig die Vertikal-. Horizontal- und Gelenkbewegung des Armes steuern. In Verbindung mit der zweiachsigen Ein-Ai Steuerung iiss Geier.korgans schaiit das Steuersystem eine extrem anpassungsfähige Steuerung.

Zur Vorbereitung des Prop*-imms werden die Bewegungsabläufe analysiert unc dann deren Reihenfolge bestimmt Alsdann wird eine Arbeitskarte vorbereitet indem die Bewegungsrichtung des Armes, die GeichwindigKeit des Kolbenhubes, die Geschwindigkeit des Gelenkorgans, die Wartezeiten bei antspreohenden Schritten and Übertragung und Empfang von Signalen twischen der zugehörigen Einrichtung entsprechend lirer Reihenfolge aufgeschrieben wird Diese Arbeitskarte wird in mechanische begriffe überführt die zur Vorbereitung eines Arbeitsblattes verwendet werdea Das Band wird dann entsprechend der Reihenfolge des ArbeitsWattes gelocht und der Lochstreifen in einen Leser eingegeben. Entrnd der Arbdiskarie wird die Stellung des Armes eingestellt und im Potentiometer" gespeichert

Das oben umrissene Steuersystem ist im Detail int Bjkjckdiagramm nach Fi g. 10 dargestellt Zur gegebenenfalls manuellen Betätigung ist auf einer Steuertafel JSF Umschalter 504 zum Umschalten von Automatik Mf von Hand eingefügt und der Lochstreifen ist auf einem Leser 506 angebracht Ein Potentiometer 501 zum Einstellen der manuellen Betriebsstellungwirdso betrieben, daß an das Servosysteiti eine Eingängsspannung abgegeben wird. Der Uniers^ied-zwischeH^:3er durch das Potentiometer Söl a|gegefönjn'Spannüiig und einer Rückidtippelu^gssR^nnüng' vön⁴^ineJn stel^ lungsmessenden P^taritiomeief pOSMäß^ap't^tsächfe ehe Stellung des Arnics]a^ibi, wirdSlsEingahgEgröße,

Ausgang des'

ίο hydraulischen Servoventil 511 zur Betä> ^ung eines Hydraulikzylinders *»IJ eingegebfn Dieser 7,'tnder beweg ι den horizontalen Arm so lange, bis die genannte Differenzialspannung vt .chwindet Dt Arm wird manuell zur Bewegung in vertikaler una horizontaler Ricl.tung und zur Verdre .ig in horizon«'er Richtung entsprechend der im Aroeitsblatt beschneoenen Reihenfolge betätigt Sobald der Arm seine vorbestimmte Stellung erreicht hau wird die Skalen scheibe an der Betriebstas'e zum Einstellen der entsprechenden Tasten des Potentiometers zum au" natischen Betrieb abgelrszn. Danach wird die Stellung einstellende Taste so lan ge verdreht bis die Dif'erenzialspannung auf Null abnimmt Auf diese Weise ist die Stellung des Armes ein gestell* und im Potentiometer gespeichert

Bei automatischem Betrieb wird der Umschalte-· 501 nach oben auf die automatische Seite umgeschaltet und ein Programm, z. B. eine vertikale Welle Vi. wird hierdurch betroffen. Danach wirkt ein Schaltkreis 503 mit dem Leseschaltkreis 5S5 zusammen, so daß der Aus gang vom stellungsfestlegenden Poten^meter 502 an den Gletchstrom-Servoverstärker 508 gelangt Dieser Ausgang «st proportional zur Winketverdrehung der Taste des Potentiometers. Un'er diesen Bedingungen wird der Umstand, daß die Stellung nunmehr in einem besonderen Potentiometer gespeichert ist durch eine Lampe an der Steuertafel angezeigt Die die gegenwärtige Stellung des Armes reprä?-ntierende Rückkoppeiungsspannung und die durch Vt hervorgerufene Differenzspannung werden als Eingangsgrößen dem Gleich- strom-Servoverstärker 5Ö8 zugeführt Obgleich der Gleichstrom-Servoverstärker 308 eine der Differenzspannung proportionale Ausgangsgröße erzeugt wird zu diesem Zeitpunkt ein Vi-Code gleichzeitig mit einem Geschwindigkeits-Code abgelesen, so daß nur ein Strom von einem Regelorgan, das durch den Geschwindigkeits-Code eingestellt worden ist dem elektrohydrauiischen Servoventil 511 als Eingangsgröße über einen Geschwindigkeits-Schaltkreis 507 zur Bewegung eines Arbeitsorgans 510 zugeführt-wird. Dabei

3» erfolgt die Bewcgung^dcS ÄrbeiiSörganii 5iö mit eingestefifer Geschwindigkeit zur Stellung Vi durch den Hydraulikzylinder 513.

Auf diese Weise werden die verschiedenen Wellen der Vorrichtung durch ein· vorgegebenes Programm gesteuert und der Arbeitszyklus automatisch wiederholt in der Zeichnung bezieht steh das Bezbgszeichen 512 auf das Hydraaükreservoir und das Bezüglichen 514 auf die Zahnstangenritzel-Emrichtung:

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Handhaben von Gegenständen nut einem Fundament, einem auf dem Fundament angeordneten Scherenmechanismus zum Trafen einer Plattform, einer durch die Plattform drehl>ar gehaltenen, vertikalen Welle, einem durch die vertikale Welle gehaltenen, horizontaler. Arm und an einem Ende des horizontalen Armes angeordnelen Handgelenk und Greifmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Querstreben (105, 106) des Scherenr.iechanismus (100) durch eine Welle (108) miteinander verbunden ist, wobei j der Welle ein druckmediumbetriebenes Betätigungsor fan (130) angreift, welches ausgerichtet zu einer Arfccitsfeder (134) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch t. dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung ist und die Arbeitsfeder »r, bezug auf die Kolben-Zylinder-Anordnung so angeordnet ist daß sie bei Ausfahren des Kolbens zusammengedrückt wird.