DE3228085C2

DE3228085C2 - Entnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE3228085C2
Application number: DE19823228085
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Ing.(grad.) 8432 Beilngries Hellmann; Horst Georg 8070 Ingolstadt Hetsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1982-07-28
Publication date: 1984-09-27
Also published as: DE3228085A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Roboter zum Entnehmen und Ablegen von Werkstücken aus Herstellungsmaschinen, insbesondere aus einer Spritzgußmaschine, mit einem vorzugsweise in Richtung wenigstens zweier Linearachsen bewegbaren Support, an dem ein einen Greifer tragender Führungsarm, vorzugsweise in einer dritten Linearachse, geradlinig verfahrbar gelagert ist, und mit einer Antriebsvorrichtung zum taktweisen Hin- und Herbewegen des Führungsarmes. Be kann te Roboter dieser Art sind wegen des großen erforderlichen Einbauraumes und ihres schweren Aufbaues, sowie der komplizierten Steuerung der Bewegung des Greifers unzweckmäßig. Es bestand daher die Forderung nach einem nur wenig Einbauraum beanspruchenden und einfach zu steuernden Roboter. Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß am Führungsarm ein relativ zu ihm zu einer Bewegung antreibbares bandförmiges Glied angeordnet ist, das den Greifer trägt, und daß eine relativ zum Führungsarm feststehende Abbremsvorrichtung für das bandförmige Glied vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Antriebsvorrichtung für den Führungsarm und auch den Greifer wesentlich vereinfacht. Der Roboter beansprucht nur mehr wenig Einbauraum, und die Steuerung der Greiferbewegung ist erheblich vereinfacht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs i angegebenen Art

Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt (Druckschrift 31 03 9/81 der Firma Reinheimer Maschinenbau Keil GmbH, 6107 Reinheim 1), bei dem der Support auf einem sich quer zur Öffnungsrichtung der Spritzgießmaschine erstreckenden Aufbau verfahrbar ist, welcher Aufbau seinerseits wiederum auf Führungsbahnen parallel zur Öffnungsrichtung der Spritzgießmaschine bewegbar ist Am Support ist eine portalartige Konstruktion angeordnet die hoch nach oben aufragt und eine Führungsbahn sowie die Antriebselemente für den Führungsarm trägt, an dessen freien unteren Ende der Greifer befestigt ist. Zusätzlich dazu sind am Führungsarm Schwenkeinrichtungen zum Verschwenken des Greifers angeordnet. Diese Vorrichtung ist nicht nur baulich außerordentlich aufwendig, sondern er beansprucht einen sehr großen Einbauraum, vor allem in vertikaler Richtung. Dieser Raum ist oberhalb der oft großbauenden Spritzgießmaschinen nur selten gegj^en, oder er wird für andere Installationen benötigt. Dazu kommt, daß infolge des großen baulichen und konstruktiven Aufwands das Gesamtgewicht der Vorrichtung außerordentlich groß ist. In den großen Hallen müssen die Krane genügend Bewegungsfreiheit haben und sie werden durch solche hochbauenden Maschinen in ihrem Aktionsraum begrenzt.

Die Taktzeiten für den Greifer sind lang, seine Arbeitsgeschwindigkeit ist gering. Die Steuerung der

so Greiferbewegung um die einzelnen Linearachsen sowie die Schwenkbewegung ist schwierig und erfordert eine sorgfältige Abstimmung. Neben diesen Nachteilen sind aiiCh die hohen Anschaffungs- und Betriebskosten für eine solche Vorrichtung ein wichtiger Faktor, so daß sich derartige Vorrichtungen nur bei großen und im Dauerbetrieb laufenden Hersteliungsmaschinen und auch erst nach langen Einsatzzeiten amortisieren können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, der baulich und konstruktiv wesentlich einfacher ist, als der bekannte, der einen deutlich geringeren Einbauraum beansprucht und bei dem die Bewegung des Greifers rasch und einfach steuerbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser Ausbildung entfallen schwere und platzbe-

^; anspruchende Konstruktionsteile am Support, die bei Γ der bekannten Vorrichtung zum Führen des Führungs- * armes und zu seinem Bewegungsantrieb erforderlich ' waren. Für den Führungsarm genügt eine einfache Schiebeführung. Seine Antriebsvorrichtung trägt er selbst Indem das bandförmige Glied abgebremst wird, fährt bei laufendem Antrieb der Führungsarm relativ zum Support, wobei gleichzeitig relativ zum Support und relativ zum Führungsarm auch der Greifer bewegt wird. Es findet zivischen dem Support und dem Greifer nicht nur eine Hubwegübersetzung, sondern auch eine Geschwindigkeitsübersetzung statt Wenn der Fühningsarrn beispielsweise vertikal auf und ab verfahrbar wird, gibt er in seiner unteren Stellung den Einbauraum oberhalb des Supports frei, während er umgekehrt den Einbauraum unterhalb des Supports freigibt, wobei diese Einbauräume dann ^: jr die Bewegung anderer Maschinenkomponenten frei sind. Die Vorrichtung läßt sich insgesamt wesentlich leichter bauen als die bekannte. Die Steuerung der Greiferbewegung ist erheblich vereinfacht, da sie über das bandförmige Glied zum Antritt des Führungsarmes gesteuert wird. Um den Bewegungshub und die Anhaltepunkte des Greifers einstellen zu können, braucht nur der Punkt entsprechend gewählt zu werden, an dem die Abbremsvorrichtung am bandförmigen Glied angreift Die Vorrichtung ist universell für verschiedene Zwecke einzusetzen und läßt sich besonders einfach auf die jeweiligen Gegebenheiten abstimmen. Denkbar ist dabei, daß das bandförmige Glied auf zwei Spulen des Führungsarmes aufgewickelt ist und durch den Antrieb zwischen diesen beiden Spulen bewegt wird. Zweckmäßigerweise könnte dann eine Spule mit einem Federspeicher versehen sein, der dann jeweils für die Rückzugsbewegung des Greifers und des Führungsarmes in eine Ausgangsstellung verantwortlich wäre.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht auch aus Anspruch 2 hervor. Bei dieser Ausbildung ist das bandförmige Glied zu einer geschlossenen Schleife geformt, die durch einen in der Drehrichtung umsteuerbaren Drehantrieb bewegt wird. Je nachdem, wo die Abbremsvorrichtung am Glied angreift, wird in entsprechender Weise der Arbeitshub des Greifers und des Führungsarmes bestimmt.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform erläutert Anspruch 3. Eine Gliederkette läßt nicht nur die Übertragung relativ hoher Kräfte zu, sondern sie schaltet auch jeden Schlupf aus, der zu einer Verstellung des Bewegungshubes bzw. des Bewegungsendes des Greifers führen könnte. Es liegt auf der Hand, daß alternativ auch ein Zahnriemen oder <;in proviliertes Band anstelle einer Gliederkette verwendet werden kann.

Eine besonders stabile Ausführungsform des Ei-Hndungsgegenstandes geht aus Anspruch 4 hervor. Bei dieser Doppelanordnung läßt sich der Greifer sehr stabil lagern, so daß auch schwere Werkstücke sauber und exakt entnommen und abgelegt werden können.

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform, wobei der Greifer um wenigstens eine zur Bewegungsrichtung des Führungsarmes querliegende Achse schwenkbar ist, erläutert Anspruch 5. Bei dieser besonders wichtigen Ausführungsform übernimmt die Umlenkrolle zusätzlich die Aufgabe, den Greifer zu verschwenken. Wenn der Greifer mit dem bandförmigen Glied vollständig um diese Umlenkrolle herumbewegt wird, kann er eine 180°-Schwenkbewegung ausführen, die beispielsweise zum Ablegen des entnommenen Werkstückes wichtig ist. Beim Stand der Technik waren gesonderte Gelenke, Antriebselemente und Steuerungsleitungen für diese Schwenkbewegung des Greifers am Führungsarm verantwortlich. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird diese Aufgabe überzeugend einfach allein durch das Ausnutzen der ohnedies stattfindenden Umlenkung des bandförmigen Gliedes gelöst

Eine weitere, wichtige Ausführungsvariante läßt Anspruch 6 erkennen. Bei dieser Anordnung der Abbremsvorrichtung läßt sich die Bewegung des Führungsarmes und des Greifers besonders einfach steuern. Zudem können evtl. auftretende Reaktionskräfte gut abgestützt werden.

Baulich läßt sich das letztgenannte Ziel bei der Verwendung einer Gliederkette besonders zweckmäßig gemaß Anspruch 7 erreichen. Der einbringbare Anschlag bildet eine formschlüssige Verriegelung der Gliederkette mit dem Support während der Bewegungsphase des Führungsannes und des Greifers.
Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 8 hervor. Dieser Aufbau des Führungsarmes läßt auch größere K'^fte übertragen und auch schwere Werkstücke entnerven. Zusätzlich führt die rahmenartige Konstruktion des Führungsarmes zu dem Vorteil, daß die Holme und die Gliederketten seitlich in einem beträchtlichen Abstand vom eigentlichen Arbeitsbereich des Greifers liegen können, was für die Entnahme und das Ablegen komplizierter Werkstücke genauso von Vorteil sein kann, wie für Herstellungsmaschinen, bei denen in diesem Bereich vorstehende Teile oder Elemente vorliegen.

Eine weitere, zweckmäßige Maßnahme geht aus Anspruch 9 hervor, da mit der Versetzbarkeit des Greifers entlang der Gliederkette eine leichte Anpaßbarkeit der Vorrichtung an unterschiedliche Betriebsbedingungen und äußere Voraussetzungen möglich ist, insbesondere dann, wenn der Punkt an dem die Abbremsvorrichtung auf das bandförmige Glied einwirkt, festgelegt ist.

Da man natürlich bestrebt ist. den Raum, in dem der Greifer arbeitet, frei von anderen Teilen zu halten, ist eine Ausbildung zweckmäßig, wie sie Anspruch 10 erläutert. Die Antriebswellen versteifen nicht nur den aus den Molmen und ihnen gebildeten Rahmen, sondern sie lagern gleichzeitig auch die Umlenkrollen für die Gliederketten, die für den Transport des Greifers und die Verschiebung des Führungsarmes verantwortlich sind. Der an dem einen Lager befestigte Antriebsmotor macht stets die Bewegung des Führungsarmes mit. Dank seiner außenliegenden Anordnung kann er besonders einfach an die Energieversorgung angeschlossen werden, z. B. mittels eines federnden Kabelstranges.

Ein weiterer, wichtiger Gedanke geht aus Anspruch 11 hervor, damit beim raschen Verfahren des Greifers dieser exakt und wiederholbar an derselben Stelle 7um Stillstand gelangt, können die Bremsvorrichtungen für die Holme eingesetzt werden, die ggfs. trotz nachlaufendem Antriebsmotor für das bandörmigf! Glied die Holme in den Endstellungen anhalten, die mit den gewünschten Endstellungen des Greifers korrespondieren.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 12 hervor. Diese Bewegung des Supports auf seinen Führungen ist unabhängig von der Bewegung des Führungsarmes und dierst dazu, eine zusätzliche Bewegungskomponente zu der Auf- und Ab- und Schwenkbewegung des Greifers zu erreichen.

Auch hier läßt sich wiederum eine besonders einfache Verschiebung des Supports erreichen, wenn die Merkmale von Anspruch 13 gegeben sind.

Schließlich geht auch aus Anspruch 14 noch ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung hervor, welcher eine weitere Bewegungskomponente für die Vorrichtung und die dazu notwendigen, konstruktiven Voraussetzungen anspricht. *,

Nachstehend wird anhand der Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Seitenansicht einer Vorrichtung, wobei der Führungsarm in zwei möglichen Endstellungen aus einer Vielzahl von Möglichkeiten dargestellt ist, und

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene H-Il von Fig. 1, wobei der Führungsarm in der Endstellung ßsteht.

Gemäß den F i g. I und 2 besteht eine Vorrichtung I. der zum Entnehmen und Ablegen von Werkstücken aus Herstellungsmaschinen, z.B. Spritzgußteile aus einer Spritzgußmaschinc, bestimmt ist. aus zwei zueinander parallelen Längsträgern 2, die auf zu ihnen quer verlaufenden, paarweise angeordneten Trägern 3 in Führungsbahnen 4 und 5 verschiebbar gehalten sind. Die beiden Träger 2 sind über ein Querjoch 9 miteinander starr verbunden. An den Trägern 2 ist beispielsweise ein Antriebsmotor 6 gelagert, der über ein Zahnrad 7 mit einer Zahnstange 8 an einem der Träger 3 kämmt, wodurch die Träger 2 in Längsrichtung der Träger 3 verfahren werden können.

Auf der Oberseite der Träger 2 ist ein Vorschubantrieb vorgesehen, der aus zwei Umlenkrollen 10 und 11 für ein Zugband 14 sowie einem der Umlenkrolle 10 zugeordneten Drehantrieb 15 besteht.

Das Zugband 14 ist mit einem Support 13, der aus zwei Hälften 13a, 136 besteht, gekoppelt, so daß sich dieser auf an den Trägern 2 vorgesehenen Führungen 12 verschieben läßt, wenn der Antrieb 15 betätigt wird. Zweckmäßigerweise ist der Antrieb 15 in seiner Drehrichtung umkehrbar, so daß der Support 13 in beiden Richtungen auf den Führungen 12 hin- und herverfahren werden kann.

in F i g. i ist der Support i3 iinks in einer ersten Stellung A und rechts in einer zweiten Stellung B gezeigt, wobei in der Stellung A ein im Support 13 geführter Führungsarm 20 in seiner unteren Endstellung und in der Stellung B der Führungsarm 20 in seiner oberen Endstellung steht.

Die beiden Supporthälften 13a, 136 können durch nicht dargestellte Querverstrebungen miteinander verbunden sein.

Jede Supporthälfte 13a, 136 besitzt eine Schiebeführung 26 für jeweils einen Holm 20a, 206 des Führungsarmes 20. Die beiden Holme 20a, 206 des Führungsarmes 20 sind über Wellen 28, 29 zu einem rahmenartigen Gebilde zusammengefaßt, wobei die Wellen 28, 29 in Lagern 21, 23 drehbar geiagert sind. Mit dem einen der Lager 23, ist ein Antriebsmotor 30 verbunden, der auf der Welle 28 befestigte Umlenkrollen 24, in Form von Kettenrädern, in Drehung versetzen kann. Den Umlenkrollen 24 entsprechend sind auf der Welle 29 Umlenkrollen 22 gelagert. Die Umlenkrollen 22,24 werden von zwei bandförmigen Gliedern 25 umsapnnt, die beispielsweise zu endlosen Schleifen geschlossene Gliederketten sind.

An den Supporthälften 13a, 136 sind ferner Abbremsvorrichtungen 27 vorgesehen, die mit den bandförmigen Gliedern 25 in Eingriff treten können, sowie Bremsvorrichtungen 32, die mit den Holmen 20a, 206 des Führungsarmes in Eingriff bringbar sind.

An den beiden sich in einem Abstand zueinander befindlichen, bandförmigen Gliedern 25 ist ein Greifer 17 befestigt, der an einer Tragplatte 31 angeordnet ist, die mit Befestigungselementcn 34 an den Gliedern 25. zweckmäßigerweise lösbar, festgelegt ist. Eine eigene Energieversorgung 33 ist an dem Greifer 17 angeschlossen, um diesem zusätzliche Arbeitsbewegungen zu ermöglichen.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Nachdem der Support 13 durch Verschieben der Träger 2 auf den Führungen 4,5 in die Stellung B von Fig. 1 gelangt ist, in der der Führungsarm 20 in seiner oberen Endstellung steht und mit dem Greifer 17 auf ein in einer Herstellungsmaschine bereitgehaltenes Werkstück 16 ausgerichtet ist, sind die Bremsvorrichtungen 32 eingerückt.

Sobald der Greifer 17 das Werkstück 16 ergriffen h;it. werden die Bremsvorrichtungen 32 gelöst und die Abbremsvorrichtungen 27 greifen an den bandförmigen Gliedern 25 an. Gleichzeitig wird der Antrieb 30 derart in Gang gesetzt, daß sich die Umlenkrollen 22, 24 zu drehen beginnen. Weil das Glied 25 festgehalten wird. beginnt der Führungsarm 20 sich nach unten zu bewegen, wobei mit gegenüber dem Bewegungshub des Führungsarmes 20 vergrößertem Bewegungshub und mit gegenüber der Bewegungsgeschwindigkeit des Führungsarmes 20 vergrößerter Bewegungsgeschwindigkeit auch der Greifer 17 mit seinem Werkstück 16 nach unten fährt. Gleichzeitig kann der Antrieb 15 in Gang gesetzt werden, so daß der Support 13 in die Stellung A verfährt. Das Werkstück 16 wird mit dem Greifer 17 allmählic.'i unten bewegt, bis schließlich die bandförmigen Glieder 25 um die unteren Umlenkrollen 22 herumfahren und dabei den Greifer 17 um die Achse der Welle 29, z. B. um 90°, verschwenken, bis der Greifer 17 auf eine Abgabestelle für das Werkstück ausgerichtet ist. worauf er dieses freigibt. Danach wird der Antrieb 30 umgesteuert und der Greifer 17 wiederum in die obere Stellung verfahren, wobei gleichzeitig über den Antrieb 15 der Support 13 auch wieder in die Stellung B verfahren werden kann.

Es liegt auf der Hand, daß der Arbeitshub des Greifers 17 wie auch seine beiden oberen und unteren Endpunkte beliebig einstellbar sind. Ferner kann bei gegebener Arbeitsgeschwindigkeit des Drehantriebs 30 auch die Abbremsvorrichtung 27 mit einem gewünschten Schlupf arbeiten, so daß die Bewegung des Greifers 17. z. B. nahe seinen Endstellungen, verlangsamt wird.

Für einfachere Verwendungszwecke genügt anstelle des mit zwei Holmen 20a, 206 ausgestatteten Führungsarmes 20 auch ein einzelner Holm mit nur einem bandförmigen Glied 25, das dann den Greifer 17 trägt. Die Lage der Bewegungsrichtung des Führungsarmes 20 im Raum kann beliebig gewählt und an unterschiedliche Anforderungen angepaßt sein. Es ist nicht erforderlich, daß der Führungsarm 20 — wie gezeigt — vertikal auf und ab bewegt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entnehmen und Ablegen von Werkstücken aus Herstellungsmaschinen, insbesondere aus einer Spritzgießmaschine, mit einem, vorzugsweise in Richtung wenigstens zweier Linearachsen, bewegbaren Support, an dem ein einen Greifer tragender Führungsarm, vorzugsweise in einer dritten Linearachse, geradlinig verfahrbar gelagert ist, und mit einer Antriebsvorrichtung zum taktweisen hin- und herbewegen des Führungsarmes im Support gekennzeichnet durch ein am Führungsarm (20) angeordnetes, relativ zu ihm zu einer Bewegung antreibbares bandförmiges Glied (25) , das den Greifer (17) trägt und durch eine relativ zum Führungsarm (20) feststehende Abbremsvorrichtung (27) für das bandförmige Glied (25).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Führungsarm (20) eine obere und eine unten? Umlenkrolle (22, 24) für das in einer endlosen, geschlossenen Schleife angeordnete bandförmige Güed (25) drehbar gelagert sind, von denen zumindest eine (24) mit einem am Führungsarm (20) vorgesehenen Drehantrieb (30) verbunden ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß da* bandförmige Glied (25) eine Gliederkette und die Umlenkrolle (22, 24) Kettenräder sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenräder für zwei parallele und synchron angetriebene Gliederketten (25) in Schleifenform jeweils doppelt angeordnet sind, und daß der Greifer (17) an beiden Gliederketten (25) befestigt ist

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei der Greifer um wenigstens eine zur Bewegungsrichtung des Führungsarmes querliegende Achse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Drehachse (21) eines Kettenrades (22) bzw. Kettenradpaares (22) die Achse für die Schwenkbewegung des Greifers (17) bildet.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremsvorrichtung (27) im Bereich von Schiebeführungen (26) des Führungsarmes (20) im Support (13) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abbremsvorrichtung (27) ein zwischen die Glieder der Gliederkette^) (25) einbringbarer Anschlag vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsarm (20) rahmenartig und die Schiebeführungen (26) mit zwei parallelen Holmen (20a, 20b) durchsetzend und mit Querverbindungen (28,29) ausgebildet ist, auf denen die Umlenkrollen (22,24) gelagert sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (17) an der (den) Gliederkette(n) (25) in Längsrichtung versetzbar befestigt ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nahe oder an den Enden der Holme (20a, 20b) Lager (21, 23) für die Umlenkrollen (22, 24) bzw. für deren Lagerwellen (28, 29) vorgesehen sind, und daß zumindest an einem Lager (23) ein Antriebsmotor (30) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Support (13) Brems-

vorrichtungen (32) für die Hohne (20a, 20b) vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß der Support (13) auf Führungen (12) quer zur Bewegungsrichtung des Führungsrarmes (20) verfahrbar gelagert und mit einem Vorschubantrieb (14,15) verbunden ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß entlang den Führungen (12) ein endloser Bandantrieb (10,11, 14,15) vorgesehen ist mit dem der Support (13) in Verbindung steht

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß die Führungen (12) ihrerseits auf Trägern (2) angeordnet sind, die auf einer quer zur Vorschubrichtung verlaufenden Fahrbahn (4,5) verfahrbar sind.