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Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät mit linearver-
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schieblicher Arbeitsarmbefestigung und geht aus von der in diesem
Anwendungsgebiet üblichen Konstruktion mit einer "Hubsäule", wie sie beispielsweise
aus der DE-AS 28 52 821 bekannt ist mit zwei vor einer Gehäuserückwand angeordneten,
parallelen Führungsstangen, welche einen Träger mit daran befestigtem, linearverschieblichem
Arbeitsarm abstützen. Ein Foto dieser Bauweise zeigt auch das Prospekt nREIS-Robot/929't.
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Diese Bauweise ist zwar einfach und preisgünstig sowie platzsparend
und auch für leichtere Werkstücke vielseitig einsetzbar, kann aber den Erfordernissen,
z. B. beim Einsatz der Handhabungsgeräte mit heißen Teilen oder in staub- und schmutzbelasteter
Umgebung mit schweren Teilen, nur unzureichend gerecht werden. Neben der bei dieser
Bauweise gegebenen Gefahr der Beschädigung der Führungssäulen und der frei hängenden
Energie- und Steuerkabel bzw.
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Schaltgeräte durch evtl. überstehende Werkstücke am Greifer oder andere
Transportvorgänge besteht hier auch die Gefahr des Verbiegens und Verklemmens der
hier nahezu alleintragenden Hubsäule.
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Insbesondere unter dem Einfluß von Beschleunigungsmomenten bei schnellen
Arbeitsabläufen oder bei extrem weit abstehenden Arheitsarmbefestigungspunkten,
wenn z. B. eine weitere Translationsachse quer zur Abstützschiene vorgesehen werden
muß und wenn das eigentliche Greifer- bzw. Werkzeug-Element dadurch auch in einen
ungünstigen Winkel zur Abstützbasis Höchstmomente verursachen kann, besteht erhebliche
Verklemmungsgefahr an Führungssäulen, Linearantrieb und Befestigungsgelenken.
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Nicht nur statisch nachteilig ist es hierbei auch, daß die Säulen
nach diesem Stand der Technik als einseitig eingespannte Träger angeordnet sind
und sich nur gegenseitig stützen, da die Geräterückwand kein nennenswertes Biegemoment
aufnehmen kann. Bei dieser Anordnung ist es nämlich auch notwendig für Cberholungs-
oder Reparaturarbeiten am Träger bzw. an einer Säule, eine völlige Demontage der
gesamten Maschine und aller Anschlüsse vorzunehmen.
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Für die horizontale Verwendung dieses Anordnungsprinzips ist der Biegequerschnitt
mit lediglich zwei Vollrundprofilen höchst ungünstig.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Handhabungsgerät zu schaffen,
welches sowohl die Biegesteifigkeit der "Hubsäule als auch ihres Beschädigungsschutzes
deutlich verbessert, ohne den Platzbedarf oder die Vielseitigkeit der Einsatzmöglichkeiten
gegenüber dem Stand der Technik nachteilig zu beeinflussen.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Brfindung gelöst,
in dem damit ein Handhabungsgerät geschaffen wird, welches bessere Eignung für rauhere
Betriebsbedingungen und un-£-allsicherere Einsatzverhältnisse bei höherer'Belastbarkeit
bzw.
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größeren Zugriffsdistanzen erbringt. Bei mindestens vergleichbarer
Zugriffs-Präzision werden größerer Schutz der Gleitflächen bei guter Inspektions-
und Wartungsfreundlichkeit sowie vielseitiger Anpassungseignung bzw. Austauschbarkeit
auch bei Horizontaleinbau erreicht. Außerdem vereinfachen in den Gehäusekörper einbezogene
Energie- bzw. Steuerleitungskabel sowie von der Gehäusestangenbefestigung unabhängige
Anordnungsmöglichkeiten für Antrieb, Schaltgeräte usw. sowohl die Inspektion als
auch die Wartung.
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Durch einen die Führungsstangen dreiseitig umfassenden U-bzw. Halbrohr-förmigen
Tragkörper, der in sich selbst biegesteif ist, sind die bewegten Teile des Handhabungsgerätes
und Lagerelemente nun beschädigungssicher und dabei trotzdem auf ganzer Länge schnell
gut zugänglich angeordnet. Das wesentliche Biege-Widerstandsmoment des Tragkörpers
wird dabei nicht mehr hauptsächlich von den Führungssäulen, sondern nun in überwiegendem
Maße von der entsprechend geformten Gehäuserückwand und dem daran unmittelbar befestigten
und als Schubversteifungen.ausgebildeten Endplatten aufgebracht. Hinsichtlich der
Kosten ist dabei auch vorteilhaft, daß nun für vergleichbare Belastungen Führungsstangen
geringeren Durchmessers mit auch entsprechend preiswerteren Lagern bzw. FGhrungsbuchsen
etc. verwendbar werden und daß zwischen den Stangen Platz bleibt für z. B. Kabel
bzw. Schleifkontaktschienen, welche gemeinsam mit den Führungsstangen durch eine
Falkenbalg-Schutzabdeckung ohne wesentlichen eigenen Platzbedarf gesichert sind.
Die dreiseitige Umfassung der Führungsstangen und des hier vorzugsweise
als
Gewindespindel ausgestalteten Lineartriebes für die Halterung bzw. das Tragteil
hat auch den weiteren Vorteil, daß z. B.
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bei der Montage oder bei Auswechslungen die Halterung durch in Bohrungen
der Schiene abgefangene Querträger bzw. Indexstifte zuverlässig gegen Anschläge
festlegbar sind, welche auch beim Einsatz für evtl. Wegbegrenzungen in vorteilhafter
Weise herangezogen werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden von den
Unteransprüchen offenbart.
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Nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Formstabilität der Führungsstangen
auch bei evtl. Übeschreitung der Höchstmomente noch so weit gesichert bleibt, daß
Schäden, z. B. an Linearlagern usw., vermieden werden.
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Nach Anspruch 3 wird erreicht, daß eine auch als Schmutzsicherung
wertvolle Überdeckung der Vorderkanten des U- bzw. Halbrohr-Profiles als vorsorglicher
Endanschlag bei Überschreitung des Höchstmomentes auch zur Knickabstützung nutzbar
gemacht werden kann und erreicht wird, daß der die Größe der Momente bestimmende
Achsversatz von Führungsstangen zur Arbeitsarmbefestigung kleinstmöglich ist.
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Nach Anspruch 4 wird erreicht, daß die Arbeitsarmbefestigung bei
Bedarf seitlich zur Tragteilmitte nur um einen vorbestimmbaren Abstand versetzt
plazierbar ist, also nicht weiter als erforderlich und ggf. während der Bewegung
nachführbar bleibt.
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Nach Anspruch 5 wird erreicht, daß eine für rotatorische Zugriffsbewegungen
geeignete Befestigung einsetzbar ist, deren Drehlager bei entsprechenden Dimensionierungen
topfartig in den Innenraum des U- bzw. Halbrohr-Profiles hineinragend ausgestaltet
sein kann, um dic Kippachse des angelenkten Arbeitsarmes möglichst nahe zur Verhindungslinie
der Führungsstangen zu bringen.
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Nach Anspruch 6 wird erreicht, daß die Führungsstangen bei Demontage
nicht durch die Endplatten hindurchgezogen werden müssen, sondern daß die auf ihnen
befindlichen Antriebs- und Schalt-Elemente etc. dort fest montiert bleiben können
und daß diese Ausführung von Handhabungsgeräten auch in niedrigen Räumen verwendbar
sind, bei denen es schwierig wäre, die Führungsstangen aus dem Gerät nach oben auszubauen.
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Nach Anspruch 7 wird erreicht, daß eine zuverlEssiges wenig Platz
benötigende, dichte Überdeckung des HHG-Innenraumes und ein Schutz der darin angeordneten
Lager, Gelenke, Gleitkontakte usw.
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vor Schmutz, Strahlungswärme oder unzulässiger Berührung gegeben ist.
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Nach Anspruch 8 wird erreicht, daß vom Schutzmantel auch die Kabel
etc. erfaßt sind und Übergänge in den Arbeitsarm in dessen Halterung integriert
sind.
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Nach Anspruch 9 wird erreicht, daß das Tragteil durch keine zusätzlichen
Antriebselemente eine weitere Gewichtserhöhung erfährt und daß der Antrieb außerhalb
des HHG-Gehäuses leicht zugänglich verbleiben kann.
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Nach Anspruch 10 wird erreicht, daß die Führungsstangen und die Gewindespindel
in besonders raumsparender und weitere Biegesteifigkeit bringender Weise angeordnet
sind und dabei das IJ- bzw.
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Halbrohr-Profil mit relativ kleinen Ausmessungen ausführbar ist.
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Nach Anspruch 11 wird erreicht, daß der Innenraum- außer Lager und
Führungen der Stangen weitgehend frei von wartungsbedürftigen Antrieb oder Steuerungselementen
gehalten werden kann, weil diese ja auf den Endplatten auch bei Auswechslung oder
Nachstellung der Führungs- bzw. Spindellager etc. dort verbleiben können.
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Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Längsschnitt-Darstellung des HHG; Fig. 2 ist eine
Querschnitt-Darstellung des HHG; Fig. 3a zeigen das HHG mit einfacher Arbeitsarmstange
gemäß + 3b dem Stand der Technik; Fig. 4a zeigen das HHG mit ebenfalls bekannter
Gelenkarm-+ 4b konstruktion gemäß dem Stand der Technik; Fig. 5a zeigen das in der
Parallelanmeldung (5791 F) be-+ 5b schriebene Arbeitsarm-Anordnungsprinzip in einer
Lafetten-Schlittenführung, dessen Vorteile in bevorzugter Weise bei dem hier beschriebenen
HHG zur Geltung kommen können.
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An einer beliebig orientierten Abstützbasis 1 ist das HHG 2 mit seinem
Sockel 3 befestigt. Dieser kann bei Bedarf als Drehkranz 4 ausgestaltet sein und
einen eigenen Antrieb haben. Der Sockel 3 ist verbunden mit einer von zwei Endplatten
5, welche die hier U- oder Halbrohr-förmige Geräterückwand 6 stirnseitig abschließen
und dabei zwei Führungsstangen 7 parallel halten, an welchen ein Tragteil 8 mit
einer Halterung 9 unmittelbar mit der offenen Längsseite 10 der Geräterückwand 6
mit einer an der Halterung 9 angebrachten Arbeitsarmbefestigung 11 mit Hilfe eines
Lineartriebes 12 verschieblich ist. Die Endplatten 5 sind zur Erreichung hoher Biegesteifigkeit
der Geräterückwand 6 bis zur Kreisfläche ergänzte Überstandsflächen 14 über den
Querschnitt des U-bzw. Halbrohr-Profiles 6 hinaus über der offenen Längsseite 10
etwa verdoppelt und damit ausgesteift, daß die in den Endplatten 5 fest gelagerten
Führungsstangen 7 auch unter höchst zulässigen Biegemomenten an der Arbeitsarmbefestigung
11 nicht unzulässig verformen und in den Klemmlagern 15 nicht axial verschieben
können.
Eine axiale Verschieblichkeit der I<lemmlager 15 in
den Paßbuchsen 16 kann indessen gegenüber den Lagerdeckeln 17 mit Hilfe der Spannschrauben
18 erfindungsgemäß dann bei Bedarf eingerichtet werden, wenn es schwierig werden
sollte, zu Demontagezwecken die Führungsstangen 7- aus der oberen Endplatte 5 nach
oben herauszuziehen.
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Auf der Endplatte 5 angeordnete Antriebsgerate 19 oder Schaltgeträte
20 können also dort verbleiben. Ebenfalls erfordert ein erfindungsgemäßes HHG 2'keinen
Aufstellungsplatz, welcher über dem Gerät mehr als eine Führungsstangenlänge Abstand
bis zur nächsten Decke bzw. Wand aufweist. sobald nämlich die Buchse 16 in die äußere
Endlage 21 zurückgezogen ist, kann-der seitliche Ausbau der kompletten Führungsstangen
7 evtl. zusammen mit dem Tragteil 8 und allen Linear lagern etc. radial durch die
offene Längsseite 10 erfolgen. Eine Entlastung der Führungsstangen 7 von Knicklasten
bei Höchstmomenten ergibt sich auch noch dadurch, daß über Abstützelemente 22, 23,
welche am Tragteil 8 angebracht sind, eine Anlage desselben gegen bestimmte Kanten
oder Ebenen der Geräterückwand 6 erreicht wird, noch ehe die Führungsstangen 7 bzw.
der Lineartrieb 12 sich in ihren Lagern definitiv verklemmen können.
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Die Geräterückwand 22 der Halterung 9 legt sich dabei gegen die Kante
der offenen Längsseite 10 und/oder gegen eine Rolle 23 ang die in der hinteren Wand
des Tragteiles 8 eingelassen ist.
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Die Arbeitsarmbefestigung 11 kann bei diesem HHG 2 wahlweise über
eine Schlitten- oder Drehlagerführung 24, 24A vorgesehen werden.
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Mit Hilfe eines Schlitten-Auslegers könnte die Arbeitsarmbefestigung
11 vorne seitlich über der Abstützbasis 1 angeordnet werden, so daß ein lenkbarer
Arbeitsarm um mehr als 1800 um das HHG 2 herumschwenkbar wäre. Gegenüber dem Stand
der Technik würde dies noch den Vorteil bieten, daß die extrem äußersten Positionen
des Arbeitsarmes nur wirklich bei Bedarf und nur so weit wie tatsache lich nötig
eingestellt werden müssen. Die Vielseitigkeit der ausgezeichneten Möglichkeiten
mit unterschiedlichsten Arbeitsarmen, aber stets gleicher Grundgerät-Bauweise, von
der Halterung 9 ausgehende Arbeitsarmbefestigungen zu verwenden, zeigen die Fig.
3, 3A, 4, 4A und 5, 5A.
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In allen Fällen kann der gleiche, biegesteife und beschädigungsgeschützte
Aufbau der "Hubsäule" in Form der erfindungsgemäß aus gestalteten Geräterückwand
6 zum Einsatz gelangen. Die offene Längsseite 10 erlaubt dabei überall einen leichten
Zugriff zu den im Innenraum des Profiles angeordneten Längsführungen und den Schutz
derselben vor Schmutz, Hitze und Beschädigungen, wozu noch eine Faltenbalgschutzabdeckung
25 platzsparend und stabil gegen die Vorderkante des Profiles anliegend durch die
Halterung 9 mitnehmbar eingebaut werden kann. Gleichzeitig deckt ein derartiger
Faltenbalg auch die in diesem Innenraum mit eingebauten Energie-und Steuerleitungen
26 und den vorzugsweise als Gewindespindel 27 ausgestalteten Antrieb 12 zuverlässig
mit ab.
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Aufgrund der geringeren Verschleißmomente an den Führungen 7, 12
können nicht nur höhere Geschwindigkeiten und Belastungen gewählt werden, sondern
es wird auch möglich sein, leichtere Bauweisen zu verwenden, ohne daß die Zugriffspräzision
darunter leidet.
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Auch kann diese Bauart leichter für schräge oder horizontale Verwendungen
angepaßt werden als eine hauptsächlich an den Säulen selbst hängende Tragteil-Halterungskombination
gemäß dem Stand der Technik.
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Bezugszeichenliste 1 Abstützbasis (vertikal oder horizontal) 2 Handhabungsgerät
(HHG) 3 Sockel 4 Drehkranz (alternativ) 5 Endplatten 6 Geräterückwand 7 Führungsstange
mit Linear lagern 8 Tragteil 9 Halterung 10 Offene Längsseite von 6 11 Arbeitsarmbefestigung
12 Lineartrieb 13 Formschlußkupplung 14 Überstandfläche von 5 15 Klemmlager 16 Paßbuchse
17 Gegenlagerdeckel 18 Schrauben (zur Lagerverschiebung) 19 Antriebsaggregat für
12 20 Schaltgeräte-Einbauplatz 21 Endstellung von 15 bzw. 16 22 Abstützelemente
am Tragteil (Flächen) 23 Abstützelemente am Tragteil (Rollen) 24, 24A Schlittenzuführung
bzw. Drehlager 25 Faltenbälg-Schutzabdeckung 26 Energie- und Steuerleitungen 27
Gewindespindel