DE2623732A1

DE2623732A1 - Betaetigungsmechanismus

Info

Publication number: DE2623732A1
Application number: DE19762623732
Authority: DE
Inventors: Donald M Espy; James L Henry
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1976-12-09
Also published as: US4042122A; GB1534080A; AU500233B2; FR2312332B1; CA1039331A; JPS51146055A; FR2312332A1; IT1078840B; AU1397976A; BR7603221A; JPS5912431B2

Description

Betätigungsmechanismus

Die Erfindung bezieht sich auf einen Betätigungsmechanismus uns insbesondere einen Vielzweck-Betätigungsmechanismus, mit dem sich G-egenstände an einer Aufnahmestelle in einer willkürlich orientierten Lage erfassen und transportieren lassen.

Yielzweck-Betätigungsmechansismen, die G-egenstände mit einer willkürlichen Orientierung an einer ersten Stelle ergreifen und an einer zweiten Stelle in einer vorgegebenen Orientierung ablegen können, werden in zunehmendem Maße bei mehr und mehr automatisierten Herstellungsprozessen, z.B. Montagevorgangen verwendet.

Da es in vielen Fällen nötig ist, den G-egenstand in einer bestimmten Orientierung zu erfassen, erfordern bestimmte Aus- I gangs Orientierungen des G-egenstandes eine doppelte Handhabung, um die G-egenstände in eine dem Betätigungsmechanismus ange-

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paßte Orientierung umzuordnen, oder es sind sogar umständliche ;

Annäherungsbewegungen erforderlich, und in beiden lallen

ι wird notwendigerweise die Arbeitszeit verlängert, was von entscheidender Bedeutung sein kann.

Damit der Betätigungsmechanismus auf diese Weise jegliche mögliche Orientierung verarbeiten kann, muß er notwendigerweise einen komplizierteren Aufbau und eine kompliziertere j Steuerung sowie größere Abmessungen und einen höheren Leistungsrbedarf haben. \

Demgegenüber soll erfindungsgemäß ein Betätigungsmechanismus ; geschaffen werden, der trotz einfacher Bauweise und ohne ■ übermäßige Vergrößerung der Abmessungen und bei verhältnismäßige kurzer Arbeit stakt zeit Gegenstände in einer Anzahl unter- : schiedlicher Orientierungen zu handhaben vermag.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung einen Betätigungsmechanismus mit einer Greif einrichtung zum Aufnehmen und Pesthalten von Gegenständen, die zwei Tragarme, von denen zumindest einer in Richtung auf den anderen bewegbar ist, und an den Tragarmen angeordnete Kontaktstücke enthält, die einen Gegenstand bei einer Bewegung der Tragarme erfassen, der gekennzeichnet ist durch eine Stelleinrichtung zum Umorientieren der Gegenstände, durch die die Kontaktstücke

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beim Erfassen eines Gegenstandes gegenüber den Tragarmen gesteuert verdrehbar sind»

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:

Pig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäß ausgebildeten Betätigungsmechanismus ;

Pig. 2 eine Vorderansicht der Greifeinrichtung und der Stelleinrichtungen des Betätigungsmechanismus;

Pig. 3 eine Vorderansicht einer der in Pig. 2 gezeigten Stelleinrichtungen;

Pig. 4 eine Vorderansicht der anderen Stelleinrichtung gemäß Pig. 2;

Pig. 5 die Seitenansicht der in Pig. 3 gezeigten Stelleinrichtung;

Pig. 6 die Rückansicht der in Pig. 3 gezeigten Stelleinrichtung;

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Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 der Fig. 5;

Fig. 8 die Ansicht in Blickrichtung der Pfeile 8-8
der Fig. 3;

Fig. 9 den Grundriß der Stelleinrichtung gemäß Fig. 3;
und

Pig. 10 ein schematisches Schaltbild der den Greif- ^: und Stelleinrichtungen gemäß Fig. 2 züge- ; ordneten Pneumatikschaltung. j

Die Fign. 1 und 2 zeigen einen Teil eines Betätigungsmechanis- ι

mus 10 mit einem mehrfachen Freiheitsgrad zum räumlichen Be- \

fördern und Positionieren eines Gegenstandes 12, der von der j

Greifeinrichtung 14 des Betätigungsmechanismus 10 erfaßt wird, i

Bei dem gezeigten Ausführuiigsbeispiel wird der mehrfache !

Freiheitsgrad des Betätigungsmechanismus durch Drehung >

um die Achsen 16, 18 und 20 und seitliche Ein- und Ausfahr- j bewegung der Tragstangen 22, 24 erzeugt, während die gesamte Anordnung 26 auf dem Rahmen 28 auf- und abbewegbar
abgestützt ist.

Die Positionierung in jeder dieser Bewegungsrichtungen wird

/und

durch die Systemsteuerung'verschiedene Präzisions-Stellmotoren und üblicherweise mit Rückkoppelungseinrichtungen ge-

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steuert«,

Zum ürfassen des Gegenstands 12 durch die Greifeinrichtung werden etwa die Tragarme 30 aufeinander zu bewegt, bis die an ihnen befestigten Kontaktstücke in Form von Aufnahme fingern 32 den Gegenstand erfassen. Die Kontaktstücke 32 sind üblicherweise an Tragzapfen 34 leicht abnehmbar angeordnet, so daß sich entsprechend den verschiedenen Anwendungsfällen und/oder Gegenständen unterschiedliche Kontaktstücke verwenden lassen.

In vielen Fällen ist es erforderlich, daß der Gegenstand 12 in einer bestimmten Orientierung gegenüber der Greifeinrichtung 14 aufgenommen wird, um einen betrachteten Montagevorgang durchzuführen. Palis der Gegenstand 12 an der Aufnahmestelle 36 in einer willkürlichen Orientierung angeordnet ist und eine große Anzahl von möglichen Orientierungen haben kann, kann, wie bereits erwähnt, eine doppelte Handhabung der Gegenstände 12 oder eine übermäßige und zeitraubende Positionierung der Greifeinrichtung 14 erforderlich sein, und es können zusätzliche Freiheitsgrade und/oder erhöhte Ab-

messungen der Bauteile des Betätigungsmechanismus 10 zur Aufnahme des Gegenstandes in einer bezüglich der Greifeinrichtung 14 ordnungsgemäßen Orientierung benötigt werden.

/hingegen

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel'ist an jedem der einander gegenüberliegenden Tragarme 30 der Greif- - 6 -

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einrichtung eine Stelleinrichtung 38 angeordnet, die den von den Kontaktstücken 32 erfaßten Gegenstand 12 um einen vorgegebenen Drehwinkel verdrehen, so daß der Gegenstand bezüglich der Greifeinrichtung H umorientiert wird. Dieser vorgegebene Drohwinkel wird derart gewählt, daß die neue Orientierung des Gegenstands 12 einer der übrigen, für den Gegenstand 12 an der Aufnahmestelle 36 möglichen Orientierungen entspricht. Üblicherweise wird ein Drehwinkel von 180° gewählt, so daß der Gegenstand gewendet wird. Somit wird die Anzahl der möglichen Orientierungen, die verarbeitet werden müssen, um zumindest eine verringert. Die Stelleinrichtung 38 kann auch für eine selektive Drehung um einen oder mehrere vorgegebene Winkel, etwa 90°, sorgen, um die Anzahl der möglichen, annehmbaren Orientierungen des Gegenstands 12 zu verringern.

Die Drehung wird durch eine einfache Verriegelung bewirkt, so daß die Steuerung nicht komplizierter wird, d_oh. für diese Drehung ist keine Positionssteuerung erforderlich, abgesehen von dem vorgegebenen Drehwinkel, der beim Einschalten der Stelleinrichtung 38 durchlaufen wird.

! In den Fign. 3 bis 10 sind die Stelleinrichtungen 38 im i

einzelnen gezeigt. An einem Gehäuse 40 ist eine obere, an der Greifeinrichtung H montierte Platte 42 befestigt,

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an der ein Zylinder 44 mit einer Innenbohrung 46 angebracht ist, in v/elcher sich ein Kolben 48 befindet. Der Bohrungsabschnjbt oberhalb des Kolbens 48 kann über einen damit in Verbindung stehenden Einlaßstutzen 50 unter Druck gesetzt werden.

Am Kolben 48 ist eine längliche Antriebsstange 52 mit einer auf einer Seite ausgebildeten Zahnstange 54 befestigt. Der Kolben 48 und die Antriebsstange 52 werden durch eine die Antriebsstange 52 umgreifende und mit der Unterseite des Kolbens 48 zusammenwirkende Feder 56 im Sinne der Fig. 3 nach oben gedrückt.

Am unteren Ende durchsetzt die Antriebsstange 52 eine in einen unteren Abschnitt 60 des Gehäuses 40 eingesetzte Hülse 58 und wirkt mit einem ersten Ritzel 62 zusammen, das drehbar im unteren Gehäuseabschnitt £0 gelagert ist. Das Ritzel 62 kämmt seinerseits mit einem zweiten Ritzel 64, welches auf einer über Lager 68 und 70 drehbar im unteren Gehäuseabschnitt 60 gelagerten Welle 66 befestigt ist. An der Welle 66 ist eine Wendeplatte 72 befestigt, an der die Tragzapfen 74 angebracht sind, an denen die nicht gezeigten Kontaktstücke abnehmbar angeordnet sind.

Die Wendeplatte 72 wirkt in der gezeigten Winkelstellung . . - 8 -

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durcli eine daran angeformte Hase 76 mit der Oberseite eines ^: Zapfens 74 zusammen, und bei einer Stellbewegung des Kolbens
48 in der Bohrung 46 nach unten werden das erste Ritzel 62,
das zweite Ritzel 64, die Welle 66 und die Wendeplatte 72
mit Hilfe der Zahnstange 54 um 180° gedreht, so daß eine
zweite Nase 78 auf die Unterseite des Zapfens 74 trifft,
wodurch die Wendeplatte 72 entweder in der O⁰- oder
180°- Stellung positionierbar ist. .

Die Drehbewegung der Wendeplatte 72 kann selektiv arretiert j

werden, so daß sie bei 90°, also in der Mitte zwischen ! ihrer O⁰- und ihrer I80⁰-Stellung positioniert wird, und

zwar mit Hilfe eines Einschubstiftes 80, der in einer Bohrung !

82 im unteren G-ehäus eab schnitt 60 gleitend angeordnet und, .

wie Fig. 7 zeigt, entgegen der Eraft einer Feder 83 aus- ;

fahrbar ist, wenn der oberhalb eines einstückig am Ein- j schubstift 80 angeordneten Kolbens 88 befindliche Raum 86 J über ein Anschlußstück 84, einen Druckschlauch 85 und eine j Bohrung 87 unter Druck gesetzt wird. Der Einschubstift 80 ;

ι ist derart angeordnet, daß er mit der Oberseite der ersten !

Nase 76 zusammenwirkt, so daß diese in der 90 -Stellung

arretiert wird.

Zur Erzeugung elektrischer Signale, die die jeweilige
Stellung der Wendeplatten 72 anzeigen, sind drei Mikroschalter 90, 92 und 94 vorgesehen, deren Schaltarme je-

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jeweils durch drei entsprechende Schaltstifte 96, 98 und umgeschaltet werden, die gleitend in einer am unteren Gehäuseabschnitt 60 befestigten Platte 102 gelagert sind. Jeder Schaltstift 96, 98 und 100 wird gegen den zugeordneten ochaltarm des Mikroschalters gedrückt, wenn er mit einer von drei an der Wendeplatte 72 angebrachten, an der Spitze oval abgerundeten Einstellschrauben 104, 106 und 108 zusammenwirkt, wobei die Einstellschraube 108 mit dem Schaltstift 96 zusammenwirkt, wenn sich die Wendeplatte 72 in der O°-Stelluiig befindet, die Einstellschraube 106 mit dem Schaltstift 100 in der 90°-Stellung der Wendeplatte 72 und die Einstellschraube 104 in der 180°-Stellung mit dem Schaltstift 98 zusammenwirkt.

Pig. 10 zeigt den einfachen Aufbau der Steuerung für die Stelleinrichtung 38, wozu lediglich zwei Drei-Weg-Ventile 110 und 112 benötigt v/erden, die jeweils die Verbindung einer Druckquelle 114 und eines Reglers 116 mit den oberhalb der Kolben 88 und 48 befindlichen Arbeitsräumen steuern.

Die Umorientierung erfolgt um eine zur Auflagefläche des Gegenstandes 12 parallele Achse, wenn der Betätigungsmechani sBius 10 über der Aufnahme st eile 36 positioniert ist, wie dies in Pig. 1 gezeigt ist, da eine unendliche Anzahl von Positionen des Gegenstandes 12 lediglich durch

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Drehung um die Achse 18 verarbeitet v/erden können, so daß zu diesem Zweck keine Umorientierung erforderlich ist.

Bei dem gezeigten Ausfülrrungsbeispiel wird zwar eine ! schrittweise Drehung des Gegenstandes um 90° und 180°

bewirkt, jedoch können etwa durch zusätzliche Einschubstifte ; weitere Drehlagen und auch andere Drehwinkel als 90° und 180°

j gewählt v/erden, obwohl diese Drehwinkel το η 90 und ! für die meisten G-egenstaiide am zweckmäßigsten sind.

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Claims

i^Jatentansprüche

Γ 1 .y Betätigungsmechanismus mit einer Greifeinrichtung zum Aufnehmen und. festhalten von Gegenständen, die zwei Tragarme, von denen zumindest einer in Richtung auf den andereren "bewegbar ist, und an den Tragarmen angeordnete

■ Kontaktstücke enthält, die einen Gegenstand bei einer

Bewegung der Tragarme erfassen, gekennzeichnet durch eine Stelleinrichtung (38) zum Umorientieren der Gegenstände (12)einschließlich einer Wendeeinrichtung (43, 52, 54» 72), durch die ein durch die Kontaktstücke (32) erfaßter Gegenstand (12) um einen vorgegebenen Winkel verdrehbar ist.
2. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wendeeinrichtung (48, 52, 54, 72) der Stelleinrichtung (38) die Kontaktstücke (32) um eine in Bewegungsrichtung der Tragarme (30) verlaufende Achse verdrehbar sind.

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3. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 2, daaurch gekennzeichnet, daß die "Wendeeinrichtung (48, 52, 54, 72)
drehbar an den Tragarmen (50) gelagerte i/eiideplatten (72) mit Befestigungsmitteln (34) für die Kontaktstücke (32) aufweist <.
4. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eontaktstücke (32) abnehmbar an den
Wendeplatteii (72) befestigt sind.
5. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch Sperrglieder (74, 76, 78) an zumindest einer ¥endeplatte (72) und dem dieser zugeordneten Tragarm (30) zur Begrenzung der Drehbewegung der ¥endeplatten (72)

auf einem Torgegebenen Winkel.
6. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (30) mit einer normalerweise
in der unwirksamen Ruhestellung angeordneten Hilfssperre (80 bis 88) versehen ist, die in eine das an der Wendeplatte (72) angeordnete Sperrglied (76, 78) blockierende Arbeitsstellung umschaltbar ist.

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