DE2903185A1

DE2903185A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen transportieren von gegenstaenden

Info

Publication number: DE2903185A1
Application number: DE19792903185
Authority: DE
Inventors: Hajimu Inaba; Shigemi Inagaki
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1979-01-27
Publication date: 1979-08-02
Also published as: FR2416096A1; DE2903185C2; JPS54114276U; JPS5746149Y2; GB2013113A; FR2416096B1; SU1165227A3; GB2013113B; US4274802A

Description

DlpL-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCH M IED-KOWARZIK Dlpl.-ing. G. DANNENBERG ■ Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 GR. ESCHENHEIMER STR. 3B

TELEFON: C06111 _eQQQ p_{RAN KF(}j _{RT AM} MAINI

26. Januar 1979 Case: 2070-DE Gu/Kn

FUJITSU FANUC LIMITED
5-1, Asahigaoka 3-chome, Hino-shi

TOKYO / Japan

Vorrichtung zum selbsttätigen Transportieren von Gegenständen

[09831 /079«

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Transportieren von Gegenständen« Die Vorrichtung wird auch als Roboter bezeichnet und dient insbesondere zum Transport von Werkstücken oder Werkzeugen bei einer numerisch gesteuerten Maschine»

Mit einer derartigen numerisch gesteuerten Maschine sollen Werkstücke von einer Position in die andere transportiert werden, Werkzeuge ausgewechselt werden» Abfälle transportiert werden usw. Außerdem schließt die Maschine Tische für Werkstücke, Gestelle für Werkzeuge usw. ein, die rings um den Roboter angeordnet sind. Mit dem Roboter werden somit die Werkstücke, Werkzeuge, Abfälle und dergleichen transportiert. Der Roboter besteht grundsätzlich aus einer Hand mit zwei Fingern zum Greifen der Werkstücke oder Werkzeuge» Er weist außerdem ein Gelenk zum Halten der Hand auf und eine Antriebseinheit zum Drehen des Gelenks zusammen mit der Hand» Außerdem ist ein Arm vorgesehen, an dem die Antriebseinheit befestigt ist. Der Arm kann ausgefahren und eingezogen werden. Wenn nur eine geringe Anzahl von Arbeitsbewegungen benötigt wird, so ist es nützlich» wenn die Hand in lediglich zwei oder drei Drehlagen angehalten werden kann, beispielsweise bei 0 Grad» 90 Grad und 180 Grad.

Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung besteht eine Antriebseinheit zum Drehen der Hand aus einer oder zwei Kolben-Zylinder-Einheiten und einem mit der Hand verbundenen Getriebe, welches von der Bewegung der Kolben gedreht wird. Die Bewegung der Kolben wird durch ein ge-

■9831/0798

eignetes, den Zylindern zugefUhrtes Fluid bewirkt. Bei der Druckzufuhr des Fluides erreicht der Kolben einen Endpunkt im Zylinder und das Getriebe dreht sich nicht mehr. Die Drehung der Hand wird dann ebenfalls angehalten, und zwar in zwei Lagen, die nicht justierbar sind. Diese bekannte Vorrichtung ist daher sehr kompliziert aufgebaut und in der Herstellung teuer. Außerdem ist es schwierig, die Haltepositionen der Hand zu ändern, weil die Positionen des Zylinders, über die die Haltepositionen der Hand definiert werden, nicht verschiebbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verwendung
bei einem numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinensystem vorzuschlagen, welches ein drehbares Betätigungselement zum Drehen einer Hand und einen austauschbaren Anschlag zum Anhalten der Drehbewegung des drehbaren Betätigungselementes aufweist, wobei keine Kolben-Zylinder-Einheiten, Getriebe usw. benötigt werden. Die neuartige Vorrichtung soll einfach konstruiert sein und billig in der Herstellung sein. Auch sollen die Anhaltepositionen der Hand bei der neuartigen Vorrichtung leicht geändert werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruchs.

Der mit der Erfindung erzielte technische Fortschritt
liegt in der Lösung der Erfindungsaufgäbe.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

f= 09831/079«

303181

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale e,geben» Es zeigt:

Figur 1 perspektivisch eine Vorrichtung nach der Erfindung;

Figur 2 perspektivisch und gegenüber Figur 1 vergrößert eine Ansicht des Greifteils B der Vorrichtung nach Figur 1;

Figur 3A ein vergrößerter Querschnitt durch das Gehäuse 22 von Figur 2 bei einer Ausführungsform zur Einstellung der Drehbewegung der Hand in einem Winkel von 90 Grad 5

Figur 3B perspektivisch einige Details von Figur 3A;

Figur 4A einen Querschnitt entsprechend Figur 3 A

bei einer anderen Ausführungsfom zur Einstellung der Drehbewegung der Hand bei einer Drehung von 180 Grad;

Figur 4B eine perspektivische Ansicht entsprechend

Figur 3B bei dieser zweiten Ausführungsform nach Figur 4A.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum selbsttätigen Transportieren von Gegenständen, auch Roboter genannt, der aus einem Hauptkörper A besteht und einem Greifteil B. Der Greifteil B ist in drei Richtungen beweglich, die durch die Pfeile R, H, Z dargestellt sind* Im einzelnen kann der Greifteil B in Richtung des Pfeiles R ausge-

^rj C 9 8 3 1 / 0 7 9

t

fahren und eingezogen werden, und zwar von einem Motor, der in einer Antriebseinheit 1 untergebracht ist. Der Greifteil B kann zusammen mit einem Drehtisch 2 in Richtung des Pfeiles H nach rechts und links verschwenkt werden, und zwar über einen Motor, der in einer Antriebseinheit 3 untergebracht ist. Schließlich kann der Greifteil B in Richtung des Pfeiles Z von einem anderen Motor nach oben und unten verfahren werden, der sich in der Antriebseinheit 1 befindet. Diese Bewegung erfolgt mittels zweier FUhrungsstangen 4, 4¹ und einer Gewindestange 5. Der Greifteil B kann also bezüglich des Hauptkörpers A in drei Richtungen bewegt werden. Im folgenden werden die Bauelemente beschrieben, aus denen der Greifteil B besteht.

Figur 2 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht des Greifteiles B. Er besteht aus einem Arm 21, einem stutzenden Gehäuse 22, welches an einem Ende des Armes 21 befestigt ist, und einem drehbaren Betätigungselement 23, welches am Gehäuse 22 befestigt ist. Das Betätigungselement ist bekannt und wird durch fluiden Druck betätigt. An der Welle 23* des Betätigungselementes 23 ist ein Anschlag 38 befestigt sowie ein Gelenk 24 mit einer Hand 25. Wird somit die Welle 23' des Betätigungselementes gedreht, so drehen sich auch die Hand 25 und der Anschlag 38 (vgl. Pfeil R' in Figur 2). Wird somit die Welle 23' gedreht, so kommt der Anschlag 38 in Kontakt mit einem Stift 27 eines Kissens 26, wobei der Stift 27 mit einer Scheibe verbunden ist, die sich innerhalb des Fluides des Kissens 26 befindet. Danach legt sich der Anschlag 38 an eine von zwei Schrauben 35 a und 35 b an. Das Kissen 26 dient zur Verlangsamung der Drehbewegung der Welle 23'.

09831/0796

Figur 3A ist ein Querschnitt durch das Gehäuse 22 und zeigt eine AusfUhrungsform, wobei die Drehbewegung der Hand nach einer Drehung von 90 Grad angehalten wird. In Figur 3A hat das Gehäsue 22 ein Paar Gewindelöcher 33a und 33 b und ein weiteres Paar Gewindelöcher 34a und 34b. Das Gehäuse 22 ist mit einem Paar Schrauben 35a und 35b versehen, die in die Gewindelöcher 33a bzw.33b eingeschraubt sind. Muttern 36a und 36b sind auf die Schrauben 35a bzw. 35b aufgeschraubt. Dadurch werden die Anschlagpositionen des Anschlags 38 definiert. Das Gehäuse 22 hat fernerhin ein Paar Schrauben 37a und 37b, die in die Gewindelöcher 34a bzw. 34b eingeschraubt sind. Der Anschlag 38 hat vier Flächen 101, 102, 103 und 104. Die Flächen 101 und 102 dienen zur Anlage an die Schrauben 35a bzw. 35b. Die Flächen 103 und 104 dienen zur Anlage am Stift 27 des Kissens 26. Die Flächen 101 und erstrecken sich parallel zueinander und zwar senkrecht zu den Flächen 102 und 104, die ihrerseits ebenfalls parallel zueinander vorgesehen sind. Der Anschlag 38 arbeitet wie folgt. Wird die Welle 23' des Betätigungselementes 23 im Uhrzeigersinn von Figur 3A gedreht, so legt sich die Fläche 103 des Anschlages 38 an den Stift 27 des Kissens 26 an. Der Stift 27 wird dadurch nach rechts verschoben und zwar wegen der Viskosität des Fluides innerhalb des Kissens 26 relativ langsam. Die Drehgeschwindigkeit des Anschlages 38 wird dadurch herabgesetzt. Der Anschlag 38 kommt schließlich zum Halten, wenn dessen Fläche 102 sich an die Schraube 35b anlegt. Dreht sich die Welle 23' im Gegenuhrzeigersinn, so kommt die Fläche 104 des Anschlages 38 in Kontakt mit dem Stift 27. Danach kommt die Drehbewegung zum Stillstand, wenn die Fläche 101 sich an die Schraube 35a anlegt. Der Anschlag 38 nimmt dann die bei Position 38⁵ in Figur

■■■ C ^ci 8 3 1 / 0 7 S $

angedeutete Lage ein. Diese beiden Endlagen schließen einen Winkel von 90 Grad miteinander ein.

Figur 3B ist eine perspektivische Ansicht von Teilen der Bauelemente von Figur 3A. Die Flächen 101 - 104 des Anschlages 38 und die Schrauben 36a und 36b befinden sich in einer Ebene senkrecht zur Welle 23' des Betätigungselementes 23.

Figur 4A ist eine andere AusfUhrungsform, wobei der Drehbereich in einem Winkel von 180 Grad begrenzt ist. In Figur 4A ist der Anschlag 38 der Figur 3A durch einen Anschlag 39 ersetzt. Die Schrauben 35a und 35b sind statt in die Gewindelöcher 33a bzw. 33b in die Gewindelöcher 34 a bzw. 34b eingeschraubt. Die Schrauben 37a und 37b sind statt in die Gewindelöcher 34a und 34b in die Gewindelöcher 33a bzw. 33b eingeschraubt. Der Anschlag 39 hat vier Flächen 105, 106, 107 und 108, die parallel zueinander vorgesehen sind. Der Anschlag 39 arbeitet in der selben Art und Weise wie der Anschlag 38 nach Figur 3A und wie dies vorstehend beschrieben wurde. Dreht sich beispielsweise die Welle 23' des Betätigungselementes 23 in Figur 4A im Uhrzeigersinn, so legt sich die Fläche 107 an den Stift 27 des Kissens 26 an, so daß die Drehgeschwindigkeit des Anschlages 39 verlangsamt wird. Anschließend kommt der Anschlag 39 mit seiner Fläche 106 zur Anlage an die Schraube 35a und wird dadurch angehalten. Wird die Welle 23' im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so kommt die Fläche 108 in Kontakt mit dem Stift 27 des Kissens 26. Danach hält der Anschlag 39 die Bewegung an, wenn dessen Fläche 105 sich an die Schraube 35b anlegt. Diese zweite Endlage ist in Figur 4a mit Position 39'

909831 /0798

290318S

46 ΛΑ

angedeutet. Der Drehbereich der Hand 25 ist also auf 180 Grad begrenzt.

Figur 4B zeigt, daß die Lagen der Flächen 106 und 108 und der Schraube 35a von derjenigen der Flächen 105 und 107 und der Schrauben 35b verschieden sind. Die Flächen 106 und 108 legen sich also nicht an die Schraube 35b an, während die Flächen 105 und 107 sich nicht an die Schraube 35a anlegen.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß der Drehwinkel von 90 Grad bzw. 180 Grad leicht dadurch eingestellt werden kann, daß wahlweise der Anschlag 38 oder der Anschlag 39 auf die Welle 23* aufgesetzt wird, wobei das Paar Schrauben 35a und 35b durch das Paar Schrauben 37a und 37b ausgetauscht wird. Der Drehbereich der Hand 25 kann aber auch durch Änderung der Kontur der Anschläge oder durch Änderung der Lage der Gewindelöcher 33a, 33b; 34a und 34b justiert werden.

Die neuartige Vorrichtung ist also einfach aufgebaut, weil keine Kolben-Zylinder-Einheiten, Getriebe usw. notwendig sind, um den Drehbereich der Hand einzustellen. Ein Ändern des Drehbereiches ist leicht, weil lediglich der Anschlag und die Lage der Schrauben geändert werden muß. Die neuartige Vorrichtung kann daher preisgünstig hergestellt werden.

Wichtig ist es somit, daß eine Vorrichtung zum selbsttätigen Transportieren von Gegenständen vorgeschlagen wird, die einen Arm, ein Gehäuse und ein drehbares Betätigungselement in dieser Reihenfolge aneinander be-

909831 /073$

festigt aufweist, wobei ferner ein Gelenk mit einer vom Betätigungselement drehbar gehaltenen Hand vorgesehen ist. Das Betätigungselement hat einen auswechselbaren Anschlag an seiner Welle. Das Gehäuse hat ein Paar von gehäusefesten Gegenanschlägen zum Einstellen des Drehbereichs des Anschlages. Das drehbare Betätigungselement wird in zwei Drehlagen angehalten, was ebenfalls auf die Hand zutrifft.

1/0791

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum selbsttätigen Transportieren von Gegenständen,

gekennzeichnet durch einen Arm (21), ein Gehäuse (22) am Ende des Armes, ein drehbares Betätigungselement (23) am Ende des Gehäuses, ein Gelenk (24), das am Betätigungselement drehbar gehalten ist, und durch eine am Gelenk befestigte Hand (25), wobei ein auswechselbarer Anschlag (38; 39) mit dem drehbaren Betätigungselement (23) verbunden und im Gehäuse (22) angeordnet ist und ein Paar Gegenanschläge (35a, 35b; 37a, 37b) im Gehäuse vorgesehen sind derart, daß das Betätigungselement in zwei Drehlagen angehalten werden kann.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (38; 39) zwei Flächen (101 - 104; 105 - 108) unter verschiedenen Winkeln bezüglich der Drehachse (23') des drehbaren Betätigungselementes (23) hat, wobei jede dieser beiden Flächen an einem der Gegenanschläge (35a, 35b; 37a, 37b) zur Anlage gebracht werden kann.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) wenigstens ein Paar Löcher (33a, 33b; 34a, 3^;.b) hat, in die die Gegenanschläge (35a, 35b; 37a, 37b) eingesetzt werden können.

Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenanschläge Schrauben (35a, 35b S 37a, 37b)

Γ -; < 8 3 1/079«

290318S

sind und daß die Löcher Gewindelöcher (33a, 33b; 34a, 34b) sind, in die die Schrauben eingeschraubt werden können.

5. Vorrichtimg nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Kissen (26) vorgesehen ist, mit dem die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Betätigungselementes (23) verlangsamt werden kann, wobei das Kissen im Gehäuse (22) fest angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (38; 39) vier Flächen (101 - 104; 105 - 108) hat, wobei eine der Flächen an einer Seite des Kissens anliegt, wenn eine zweite Fläche an einem der Gegenanschläge anliegt und wobei eine dritte Fläche an der anderen Seite des Kissens anliegt, wenn eine vierte Fläche an dem anderen Gegenanschlag anliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die vierte und fünfte Fläche (102, 104), die sich parallel zueinander erstrecken, senkrecht zu der ersten und der zweiten Fläche (101, 103) vorgesehen sind, die ihrerseits ebenfalls parallel zueinander verlaufen, und daß das Gehäuse (22) ein Paar Löcher an der Seite der Basis des Gehäuses hat, wobei die Gegenanschläge sich in den Löchern befinden derart, daß das drehbare Betätigungselement (23) in zwei Drehlagen angehalten werden kann, die einen Winkel von 90 Grad bezüglich der Drehachse einschlies-

^c:> 0 : 8 3 1 /0791

sen (Figur 3 A, Figur 3 B).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß alle vier Flächen (105 - 108) sich parallel zueinander erstrecken und daß die Lagen der ersten und vierten Fläche von derjenigen der zweiten und dritten Fläche längs der Längsachse des Gehäuses (22) versetzt sind, wobei das Gehäuse ein Paar Löcher in den unteren Seiten des Gehäuses aufweist und die Gegenanschläge sich in den Löchern befinden, derart, daß das drehbare Betätigungselement (23) in zwei Lagen angehalten werden kann, die einen Winkelabstand von 180 Grad bezüglich der Drehachse des Betätigungselementes miteinander einschließen (Figur 4 A, Figur B).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenanschläge Schrauben (35a, 35b; 37a, 37b) sind und daß die Löcher Gewindelöcher (33a, 33b; 34a, 34b) sind in die die Schrauben eingeschraubt sind.

Der Patentanwalt

Dr. i^f. Güdel

0B831/0798