DE3048572C2

DE3048572C2 - Automatic handling device with a longitudinally movable arm

Info

Publication number: DE3048572C2
Application number: DE19803048572
Authority: DE
Inventors: Josef Wacker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2000-12-23
Also published as: DE3048572A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Handhabungs gerät mit einem längsbeweglichen Arm, der mit Hilfe eines Zahnriemens über ein Antriebsritzel von einem Motor antreib bar ist.The invention relates to automatic handling with a longitudinally movable arm, which is supported by a Drive a toothed belt from a motor via a drive pinion is cash.

Ein derartiges automatisches Handhabungsgerät ist beispiels weise durch die DE-OS 30 06 153 bekannt geworden. Bei der An triebsvorrichtung dieses Handhabungsgerätes sind auf einem sich nach rückwärts erstreckenden Auslegearm eines blockför migen Sockels die Antriebsritzel eines parallel zum längsbe weglichen Arm angeordneten endlosen Zahnriemens drehbar gela gert, welcher mit dem längsbeweglichen Arm derart gekuppelt ist, daß bei einer Bewegung des Zahnriemens in die eine oder die andere Richtung auch der längsbewegliche Arm dieser Bewe gung folgt. Hierbei ist mit einem der beiden Antriebsritzel des Zahnriemens unmittelbar ein schnell laufender Motor ge kuppelt, während mit dem anderen Antriebsritzel ein langsam laufender Motor kuppelbar ist. Soll der längsbewegliche Arm in Bewegung gesetzt werden, so wird vorerst der schnell lau fende Antriebsmotor an Spannung gelegt, der den Arm in eine schnelle Bewegung versetzt. Vor Erreichen der vorwählbaren Position wird der schnell laufende Motor abgeschaltet und der langsam laufende Motor eineschaltet und an den Zahnriemen an gekuppelt, wodurch der Zahnriemen entsprechend abgebremst und in die gewünschte Position langsam übergeführt wird. Die Steuerung der Motoren erfolgt hierbei über Transmitter und Sensoren, wobei die Transmitter auf einem unterhalb des Aus legearms angebrachten feststehenden Arm und der oder die Sen soren auf dem längsbeweglichen Arm angeordnet sind.Such an automatic handling device is an example become known through DE-OS 30 06 153. At the An Drive device of this handling device are on one extending backward extension arm of a block base, the drive pinion is parallel to the longitudinal movable arm arranged endless toothed belt rotatable gela gert, which is coupled with the longitudinally movable arm is that with a movement of the toothed belt in one or the other direction also the longitudinally movable arm of this movement supply follows. Here is one of the two drive pinions of the timing belt immediately a fast running engine engages while with the other pinion a slowly running engine can be coupled. Should the longitudinally movable arm be set in motion, so it quickly becomes lukewarm The driving motor is connected to the arm quick movement. Before reaching the preselectable The high-speed motor is switched off and the slow running motor switched on and on the timing belt coupled, whereby the toothed belt is braked accordingly and is slowly transferred to the desired position. The The motors are controlled via transmitters and Sensors, with the transmitter on one below the off legearms attached fixed arm and the one or more sen sensors are arranged on the longitudinally movable arm.

Nachteilig bei der Antriebsvorrichtung des bekannten Handha bungsgerätes ist, daß durch die Unterbringung des endlosen Zahnriemens auf einem sich nach hinten erstreckenden Ausleger die Hublänge des längsbeweglichen Armes begrenzt ist, denn mit zunehmender Länge des Auslegers wird auch der Schwerpunkt des Antriebs nach außen verlegt, was konstruktive Schwierig keiten verursacht. Eine lange Bauweise des Auslegers schränkt zudem die Bewegungsmöglichkeit des Handhabungsgerätes ein, insbesondere dann, wenn der blockförmige Sockel zur Erzielung weiterer Freiheitsgrade als Drehsockel ausgebildet ist.A disadvantage of the drive device of the known handle exercise device is that by housing the endless Timing belt on a rearward extending boom the stroke length of the longitudinally movable arm is limited, because as the length of the boom increases, so does the center of gravity of the drive moved outwards, which is constructively difficult caused. A long construction of the boom limits also the possibility of movement of the handling device, especially when the block-shaped base to achieve further degrees of freedom is designed as a rotating base.

Aus der DE-OS 30 16 313 ist eine Vorrichtung zum Antrieb ei nes Stellorganes, vorzugsweise eines Flachschiebers am Aus lauf einer Silozelle für Getreide bekannt, bei welcher die Steuerung des Schieberblattes über ein Kettenrad und eine La schenkette erfolgt. Eine Übertragung der enorm hohen Kräfte bei geringem Verschleiß wird dadurch ermöglicht, daß in der neutralen Achse einer an dem Schieberblatt angelenkten und in einem an dem Schieberrahmen angeordneten Gehäuse gelagerten Schubstange, eine endliche Laschenkette an einem Schubstange nende angelenkt, über eine Umlenkrolle aus der neutralen Ach se der Schubstange auf ein Kettenrad und von dort über eine zweite Umlenkrolle wieder in die neutrale Achse zum anderen Schubstangenende geführt ist.From DE-OS 30 16 313 a device for driving egg Nes actuator, preferably a flat slide on the off run a silo cell for grain, in which the Control of the slide blade via a sprocket and a La leg chain is done. A transfer of the enormously high powers with little wear and tear it is made possible that in the neutral axis of an articulated on the slide blade and in a housing mounted on the slide frame Push rod, a finite link chain on a push rod articulated end, via a pulley from the neutral axle push the push rod onto a sprocket and from there over a second pulley again in the neutral axis to the other Push rod end is guided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Handhabungsgerät der eingangs genannten Art derart auszubil den, daß sich eine gedrängte Bauweise ergibt, die völlig un abhängig ist von der Länge des Hubes des längsbeweglichen Ar mes. Weiterhin soll die Bewegungsmöglichkeit des Handhabungs gerätes auch bei drehender Bewegung des längsbeweglichen Ar mes um eine vertikale Achse nicht eingeschränkt werden.The invention has for its object an automatic Trainee handling device of the type mentioned that there is a compact construction that is completely un depends on the length of the stroke of the longitudinally movable Ar mes. Furthermore, the possibility of moving the handling device even when the longitudinally moving arm is rotating with a vertical axis.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arm in einem relativ zu einer Basis verstellbaren Antriebsblock längsbeweglich gelagert ist, und daß der das Antriebsritzel umschlingende Zahnriemen an beiden Enden des Armes festgelegt und mit Hilfe zweier im Antriebsblock gelagerter Umlenkrollen zumindest im Arbeitsbereich des Armes parallel zum Arm ge führt ist. These The object is achieved in that the arm in a drive block that is adjustable relative to a base is mounted for longitudinal movement, and that the drive pinion wrapping toothed belt set at both ends of the arm and with the help of two pulleys mounted in the drive block ge at least in the working area of the arm parallel to the arm leads is.

Auf diese Weise ist es möglich, den Antriebsmotor und die An triebsräder, sowie die Lagerung des längsbeweglichen Armes in einem relativ kleinen und relativ zu einer Basis verstellba ren Antriebsblock zu vereinen. Vorzugsweise weisen die beiden Umlenkrollen einen solchen Axialabstand voneinander auf, daß der Umschlingungswinkel des Antriebsritzels größer als 180° ist. Damit wird eine relativ große Kraftübertragung des Ritzels auf den Motor ermöglicht.In this way it is possible to drive the motor and the drive wheels, as well as the storage of the longitudinally movable arm in a relatively small and adjustable relative to a base to combine their drive block. Preferably, the two have Deflection rollers such an axial distance from each other that the wrap angle of the drive pinion is greater than 180 ° is. So that a relatively large power transmission of the Ritzels on the engine allows.

Eine weitere Vergrößerung des Antriebsmomentes kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erfolgen, daß der Antriebsmotor nicht unmittelbar mit dem den Zahnriemen antreibenden Antriebsritzel verbunden ist, sondern über ein weiteres Übersetzungsgetriebe. Dieses Übersetzungsgetriebe läßt sich relativ einfach im Antriebsblock unterbringen.A further increase in the drive torque can according to a further proposal of the invention done that the drive motor is not immediately with connected to the drive pinion driving the toothed belt is, but via another transmission gear. This transmission gear is relatively easy accommodate in the drive block.

Vorzugsweise ist mit dem Antriebsritzel ein größeres Zahnrad gekoppelt, das über einen weiteren Zahnriemen mit dem Motorritzel des Antriebsmotors in Antriebs verbindung steht.The drive pinion is preferably a larger one Gear coupled via an additional toothed belt with the motor pinion of the drive motor in drive connection stands.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.Using the drawing in which an embodiment is shown schematically, the invention is closer explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 im Prinzip ein Handhabungsgerät und Fig. 1 in principle a handling device and

Fig. 2 eine Antriebsvorrichtung für den längsbeweg lichen Arm des automatischen Handhabungsgerätes gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows a drive device for the längsbeweg secular arm of the automatic handling device of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt ein automatisches Handhabungsgerät mit einem längsbeweglichen Arm 1, der in einem Antriebs block 2 längsbeweglich und im Bedarfsfalle drehbar ge lagert ist. Angetrieben wird der Arm 1 von einem Motor 3, der ein schnell laufender Gleichstrommotor sein kann. Der Antriebsblock 2 ist über eine drehbare Säule 4 mit einer Basis 5 verbunden, wobei die Säule 4 mit dem längs beweglichen Arm 1 in Pfeilrichtung A verschwenkt werden kann, während der Antriebsblock 2 mit dem längsbeweg lichen Arm 1 auch in der Höhe verstellt werden kann, wie durch einen Pfeil Z angegeben ist. Die Bewegungs richtung des längsbeweglichen Armes 1 ist mit einem Doppelpfeil Y angedeutet. Mit einem gestrichelt einge zeichneten Pfeil E ist angedeutet, daß ein Befestigungs stück am längsbeweglichen Arm 1 auch um einen bestimmten Winkel gedreht werden kann. Sowohl der längsbewegliche Arm 1 als auch die Säule 4 sind von einem Faltenbalg 6 bzw. 7 umgeben, um diese Teile gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub zu schützen. Fig. 1 shows an automatic handling device with a longitudinally movable arm 1 , the block in a drive block 2 is longitudinally movable and rotatable GE if necessary. The arm 1 is driven by a motor 3 , which can be a high-speed DC motor. The driving block 2 is connected via a rotatable column 4 with a base 5, wherein the column can be pivoted 4 with the longitudinally movable arm 1 in the direction of arrow A, while the drive block 2 with the längsbeweg secular arm 1 in the height can be adjusted, as indicated by an arrow Z. The direction of movement of the longitudinally movable arm 1 is indicated by a double arrow Y. With a dashed arrow E is indicated that a mounting piece on the longitudinally movable arm 1 can also be rotated by a certain angle. Both the longitudinally movable arm 1 and the column 4 are surrounded by a bellows 6 and 7 to protect these parts against the ingress of moisture and dust.

Fig. 2 zeigt die Antriebsvorrichtung im Prinzip, wobei zum Zwecke der besseren Darstellung die Größenverhält nisse geändert wurden. Auf dem längsbeweglichen Arm 1 sind an seinen beiden Enden 8 und 9 die Enden eines Zahn riemens 11 mit Hilfe von Zahnriemenbefestigungen 10 be festigt. Der Zahnriemen 11 wird durch Umlenkrollen 12 und 13 parallel zu dem längsbeweglichen Arm 1 geführt, wobei der axiale Abstand der beiden Umlenkrollen 12 und 13 so gewählt ist, daß ein Antriebsritzel 14 möglichst über 180° umschlungen wird. Die Spannung des Zahnriemens 11 kann beispielsweise derart erfolgen, daß die Achsen der Umlenkrollen 12 und 13 in einer zur Bewegungsrichtung des Armes 1 parallelen Ebene verstellbar sind oder eine bzw. beide Zahnriemenbefestigungen 10 auf dem Arm 1 verstellbar sind. Das Antriebsritzel 14 des Zahnriemens 11 ist auf einer Welle 15 befestigt, welche mit Hilfe der Lager 16 im Gehäuse des Antriebsblockes 2 gelagert ist. Auf der Welle 15 sitzt ein größeres Zahnrad 17, welches über einen weiteren Zahnriemen 18 mit einem Motorritzel 19 in Antriebsverbindung steht. Eine Druck rolle 20 wird zur Vergrößerung des Umschlingungswinkels des Motorritzels 19 sowie zum Spannen des Zahnriemens 18 gegen diesen gedrückt. Der Übersicht halber sind die Achsen oder Wellen der Umlenkrollen 12 und 13 sowie der Druckrolle 20 nicht dargestellt. Diese Wellen oder Achsen sind ebenfalls im Gehäuse des Antriebsblockes 2 gelagert bzw. befestigt. Fig. 2 shows the drive device in principle, the size ratios have been changed for the purpose of better illustration. On the longitudinally movable arm 1 , the ends of a toothed belt 11 are fastened at both ends 8 and 9 with the aid of toothed belt attachments 10 . The toothed belt 11 is guided parallel to the longitudinally movable arm 1 by deflecting rollers 12 and 13 , the axial distance between the two deflecting rollers 12 and 13 being chosen such that a drive pinion 14 is wrapped as possible over 180 °. The tension of the toothed belt 11 can for example be such that the axes of the deflection rollers 12 and 13 are adjustable in a plane parallel to the direction of movement of the arm 1 or one or both toothed belt fastenings 10 on the arm 1 are adjustable. The drive pinion 14 of the toothed belt 11 is fastened on a shaft 15 which is mounted in the housing of the drive block 2 with the aid of the bearings 16 . On the shaft 15 there is a larger gear 17 , which is connected to a motor pinion 19 via a further toothed belt 18 . A pressure roll 20 is pressed to enlarge the wrap angle of the motor pinion 19 and to tension the toothed belt 18 against it. For the sake of clarity, the axes or shafts of the deflection rollers 12 and 13 and the pressure roller 20 are not shown. These shafts or axes are also stored or fastened in the housing of the drive block 2 .

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ergibt sich durch die Ver wendung eines aufgeschnittenen Zahnriemens eine kleine Bauweise der Antriebsvorrichtung, die auch unabhängig von der Hublänge des längsbeweglichen Armes 1 ist. So kann die Antriebsvorrichtung jederzeit mit einem längeren oder kürzeren Arm ausgestattet werden, wobei lediglich der Zahnriemen entsprechend angepaßt werden muß.As shown in Fig. 1 and 2 show results from the use of a cut Ver toothed belt a compact design of the drive device, which is also independent of the stroke length of the longitudinally mobile arm 1. The drive device can be equipped with a longer or shorter arm at any time, only the toothed belt having to be adapted accordingly.

Wie Fig. 2 zeigt, ist am Ende der Welle 15 ein optischer oder induktiver Geber 21 eines Wegmeßsystems befestigt, der mit einem entsprechenden Aufnehmer 22 zur Abgabe einer der zurückgelegten Wegstrecke proportionalen Impuls zahl zusammenwirkt. Dieses Wegmeßsystem dient in an sich bekannter Weise zur Programmierung und Steuerung der Be wegung des längsbeweglichen Armes.As shown in FIG. 2, an optical or inductive sensor 21 of a position measuring system is attached to the end of the shaft 15 , which interacts with a corresponding sensor 22 for delivering a pulse proportional to the distance traveled. This position measuring system is used in a manner known per se for programming and controlling the movement of the longitudinally movable arm.

Der Arm 1 ist zweckmäßig als Rohr ausgebildet und im Antriebsblock 2 in geschlitzten Kugelumlaufbuchsen (der Übersicht halber nicht dargestellt) längsbeweglich gelagert. Die beiden stirnseitigen Flächen der Enden 8 und 9 des rohrförmigen Armes dienen als Anschlußstellen für Greifereinheiten, wobei zur Ausführung der programmier baren Drehbewegung E gemäß Fig. 1 entsprechende Motoren im Rohr eingebaut werden.The arm 1 is expediently designed as a tube and (not shown for clarity) in the drive block 2 in slotted recirculating ball bearings mounted in a longitudinally movable. The two end faces of the ends 8 and 9 of the tubular arm serve as connection points for gripper units, appropriate motors being installed in the tube for executing the programmable rotary movement E according to FIG. 1.

Die erfindungsgemäße Verwendung des Zahnriemens hat noch den zusätzlichen Vorteil, daß eine sehr hohe Geschwindigkeit der Bewegung des Arms erzielbar ist.The use of the toothed belt according to the invention has still the additional advantage that a very high Speed of movement of the arm can be achieved.

BezugszeichenlisteReference list

1 Arm
2 Antriebsblock
3 Antriebsmotor
4 Säule
5 Basis
6 Faltenbalg
7 Faltenbalg
8 Ende
9 Ende
10 Zahnriemenbefestigung
11 Zahnriemen
12 Umlenkrolle
13 Umlenkrolle
14 Antriebsritzel
15 Welle
16 Lager
17 Zahnrad
18 Zahnriemen
19 Motorritzel
20 Druckrolle
21 Geber
22 Aufnehmer 1 arm
2 drive block
3 drive motor
4 pillar
5 base
6 bellows
7 bellows
8 end
9 end
10 timing belt attachment
11 timing belts
12 pulley
13 pulley
14 drive pinion
15 wave
16 bearings
17 gear
18 timing belts
19 motor pinions
20 pressure roller
21 donors
22 transducers

Claims

1. Automatic handling device with a longitudinally movable arm ( 1 ) which can be driven by a motor ( 3 ) by means of a toothed belt ( 11 ) via a drive pinion ( 14 ), characterized in that

- The arm ( 1 ) in a relative to a base ( 5 ) adjustable bar arranged drive block ( 2 ) is mounted for longitudinal movement and that
- The toothed belt ( 11 ) wrapping around the drive pinion ( 14 ) is fixed at both ends ( 8, 9 ) of the arm ( 1 ) and with the aid of two deflection rollers ( 12 , 13 ) mounted in the drive block ( 2 ) at least in the working area of the arm ( 1 ) is guided parallel to the arm ( 1 ).

2. Automatic handling device according to claim 1, characterized in that the two deflection rollers ( 12 , 13 ) have such an axial distance from each other that the wrap angle of the drive pinion ( 14 ) is greater than 180 °.

3. Automatic handling device according to claim 1 or 2, characterized in that with the drive pinion ( 14 ) a larger gear ( 17 ) is coupled, which via a further toothed belt ( 18 ) with the motor pinion ( 19 ) of the motor ( 3 ) in Drive connection is established.

4. Automatic handling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that with the shaft ( 15 ) of the drive pinion ( 14 ) a contactless pulse generator ( 21 , 22 ) of a position measuring system is coupled.