DE3400254A1

DE3400254A1 - Mehrachsiger manipulator

Info

Publication number: DE3400254A1
Application number: DE19843400254
Authority: DE
Inventors: Gaitskill Spayd Franklin Mich. Barr
Original assignee: Expert Automation Inc
Current assignee: Expert Automation Inc
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1984-01-05
Publication date: 1984-07-12
Also published as: GB2132968A; FR2541164B3; FR2541164A1; IT8419040A0; GB8332128D0; IT8419040A1; IT1172968B

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Werkstück-Transfer-Vorrichtung, genauer gesagt auf eine mit extrem hoher Geschwindigkeit arbeitende Mehrachsen-Transfer-Vorrichtung, die den Transport und/oder die Reorientierung von Werkstücken zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen durchführen kann.

Bei vielen Herstellverfahren ist es erforderlich, ein Werkstück durch eine Reihe von Stationen zu fördern,· wobei an jeder Station verschiedene Arten von Bearbeitungsvorgängen durchgeführt werden. Während der zum Transport der Werkstücke erforderlichen Zeit bleiben die die Werkstückbearbeitung durchführenden Einrichtungen ungenutzt, was die Produktivität nachteilig beeinflußt. Ferner ist die Werkstück-Transfer-Vorrichtung in bezug auf die Ausführung ihrer Funktion durch die die Bearbeitungsvorgänge ausführenden Einrichtungen oft einer Reihe von Zwängen ausgesetzt, beispielsweise hinsichtlich der Anordnung von Lager- oder Führungseinrichtungen, der Ausbildung der Werkzeuge etc.

Ein anderes, häufig anzutreffendes Problem besteht darin, daß die gleiche Gruppe von Bearbeitungseinrichtungen eingesetzt wird, um mehr als ein spezielles Teil herzustellen. Beispielsweise kann eine Reihe von Pressen zum Formen eines ersten Teiles verwendet werden, während zum Formen eines anderen Teiles nur ein Teil dieser gleichen Reihe erforderlich sein kann. Anstatt die verbleibenden Maschinen außer Betrieb zu setzen, läßt man diese vorzugsweise ein drittes Teil fertigen. Aufgrund des beschränkten, _Znr Verfügung stehenden Raumes kann es jedoch schwierig

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sein, Werkstücke an einem Punkt zuzuführen, der innerhalb der Reihe der einzelnen Bearbeitungsmaschinen liegt. Die Transfer-Vorrichtung sollte daher vorzugsweise reversibel ausgebildet sein,so daß die Werkstücke in beiden Richtungen durch die Maschinenreihe geführt werden können. Sie sollte ferner in einfacher Weise umrüstbar sein, um eine Anpassung an die erforderlichen unterschiedlichen Teilbewegungen zu ermöglichen. Schließlich ist es bei derartigen Anwendungsfällen von Bedeutung, daß die Transfer-Vorrichtung kompakt ausgebildet ist, so daß sie so angeordnet werden kann, daß ein einfacher und freier Zugang zu den Bearbeitungsmaschinen, beispielsweise zum Auswechseln der Werkzeuge o.a., möglich ist.

Erfindungsgemäß wird eine extrem zuverlässige, zwangsweise arbeitende Mehrachsen-Transfer-Vorrichtung vorgeschlagen, die besonders geeignet ist für Herstellverfahren, bei denen mehrere Stationen durchlaufen werden, beispielsweise für mit hoher Geschwindigkeit durchgeführte aufeinanderfolgende Pormvorgänge o.a. Die Vorrichtung umfaßt zwei Arme, die etwa senkrecht zueinander angeordnet sind. Ein Nockenantrieb fährt die Arme in eine benachbarte Bearbeitungsstation aus, in der ein teilweise geformtes Teil ergriffen, angehoben und aus der Station gezogen wird, woraufhin die Arme schrittweise bewegt werden, um das Teil zu einer benachbarten Leerstation o.a. zu fördern. Der andere Arm durchläuft eine ähnliche Sequenz und greift ein anderes teilweise geformtes Teil aus der Leerstation und bringt dieses in der nächsten benachbarten Bearbeitungsstation unter. Um eine maximale Flexibilität zu gewährleisten, ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß sie sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung betätigt werden

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kann. Wenn sie alternierend mit einer Reihe von Formvorrichtungen angeordnet ist, ist es möglich, ein Teil durch sämtliche Formmaschinen hindurch zu führen und danach gleichzeitig zwei Teile, die eine geringere Anzahl von Formschritten benötigen, in entgegengesetzte Sichtungen durchlaufen zu lassen, wobei nur eine äußerst geringe Umrüstung erforderlich ist. Hinzu kommt, daß die Transfer-Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie das Teil während der schrittweisen Bewegung winklig reorientieren kann, falls dies erforderlich sein sollte. Wie vorstehend erwähnt, ist die Vorrichtung insbesondere für die Hochgeschwindigkeitsproduktion geeignet und kann einen vollen Zyklus innerhalb von 1,875 Sekunden durchführen.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Pie Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Produktionslinie, die die alternierend erfolgende Anordnung des erfindungsgemäß ausgebildeten Mehrachsen-Manipulators und der zugehörigen Produktionseinrichtungen zeigt;

Figur 2 eine Teildraufsicht, teilweise im Schnitt, jO &^uf den erfindungsgemäß ausgebildeten

Manipulator, wobei der Schnitt entlang Linie 2-2 in Figur 3 geführt ist;

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Figur 3 eine Teilseitenansicht des Mehrachsen-Manipulators der Figur 1, wobei Teile weggebrochen und im Schnitt dargestellt sind;

Figur 4 eine weitere Seitenansicht ähnlich

Figur 3, ebenfalls mit weggebrochenen Teilen, wobei jedoch der Mehrachsen-Manipulator in einer
Stellung gezeigt ist;

Manipulator in einer um 90 gedrehten

Figur 5 eine Teildraufsicht auf den Manipulator, die die Armeinheit desselben zeigt, wobei Teile weggebrochen sind;

Figur 6 eine vergrößerte Detailansicht des Mehrachsen-Manipulators, die einen der Greifarme in einer ersten Betriebsweise zeigt;

Figur 7 eine Ansicht ähnlich Figur 6, die jedoch

einen der Greifarme in einer zweiten Betriebsweise zeigt;

die

Figuren 8a,

8b und 8c schematische Diagramme, die den Bewegungsablauf zeigen, gemäß dem die Greifarme zuerst ausgefahren und dann in der ausgefahrenen angehobenen Position gehalten werden;

Figur 9 eine grafische Darstellung eines Produktionszyklus, wobei sowohl der Produktionsvorgang als auch der Transfer-Vorgang dargestellt ist;

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Figur 10 eine grafische Darstellung der verschiedenen Abschnitte des Transfer-Vorganges ;

Figur 11 eine perspektivische Teilansicht einer

anderen Ausführungsform eines erfindungs gemäß ausgebildeten Mehrachsen-Manipulators ;

Figur 12 eine Teildraufsicht der in Figur 11 dargestellten Ausführungsform; und

Figur 13 eine Teilseitenansicht der in Figur 11 gezeigten Ausführungsform, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind.

In den Figuren 1 bis 5 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Mehrachsen-Manipulator 10 dargestellt. Wie man am besten aus Figur 1 entnehmen kann, ist eine Reihe von derartigen Mehrachsen-Manipulatoren 10 mittig zwischen und entlang der Mittellinie des Arbeitsbereiches einer Reihe von Arbeitsmaschinen, beispielsweise einer Reihe von Formpressen 12, angeordnet. Bei der dargestellten beispielhaften Anordnung ist eine Reihe von sechs Pressen 12 Seite an Seite ausgerichtet, wobei sich an jedem Ende der Reihe eine Stapelvorrichtung 14 befindet. Die Stapelvorrichtungen 14 dienen dazu, dem ersten Manipulator 10 Rohlinge zuzuführen, die dieser auf die benachbarte Presse 14 fördert. Zwischen den Pressen ist eine Reihe von sieben Manipulatoren 10 Jeweils alternierend mit den Pressen angeordnet. Die Manipulatoren dienen dazu, ein Werkstück nacheinander von der einen zur nächsten Presse zu fördern. Eine Leer-

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station 16 ist unmittelbar vor jedem Manipulator IO angeordnet. Diese Leerstationen 16 dienen als Haltestelle für teilweise geformte Teile. Die hier dargestellten Pressen 14 arbeiten im Schwenkbetrieb, wobei die fertigen Werkstücke /Tressen an der Rückseite verlassen und in einem geeigneten Vorratsbehälter, Förderer o.a. gelagert werden. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich.

Für die nachfolgende Beschreibung wird der Manipulator 10 in drei Hauptteile aufgeteilt, eine Antriebseinheit 18, eine Betätigungseinheit 20 und eine Armeinheit 22, die alle auf einer gemeinsamen Basis 24 angeordnet sind, die eine geeignete Form und Größe besitzt, so daß sie mittig zwischen den Arbeitsmaschinen 12 und entlang deren Mittellinie angeordnet werden kann.

Die Antriebseinheit 18 umfaßt eine Kurventrommel 26, die in Triebverbindung mit einem Kupplungs/Brems-Reduktionsgetriebe 28 steht, das wiederum in Triebverbindung mit einem reversiblen Elektromotor 30 steht. Auf der Kurventrommel 26 sind drei Nockennuten 32, 34, 36 vorgesehen, die jeweils kontinuierlich in ümfangsrichtung verlaufen und bei jeder Umdrehung der Kurventrommel 26 um 360° einen vollständigen Arbeitszyklus vorsehen. Wenn das Kupplungs/Brems-Reduktionsgetriebe 28 in alternativer Weise Einrichtungen zur Drehrichtungsumkehr der Kurventrommel 26 aufweist, kann ein reversibler Motor 30 entfallen. Wenn andererseits kein Bedarf nach einem Antrieb in umgekehrte Richtung besteht, kann sowohl ein reversibler Motor als auch ein reversibles Reduktionsgetriebe 28 entfallen.

Unterhalb des Endes 40 der Kurventrommel 26 unmittelbar benachbart zum Kupplungs/Brems-Reduktionsgetriebe 28 ist

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ein längliches Drehrohr 38 angeordnet, das über geeignete Lager an gegenüberliegenden Enden drehbar gelagert ist. Ein' Kurbelarm 42 ist an dem Rohr befestigt und erstreckt sich nach oben entlang der Kurventrommel 26. Ein Nockenfolger 44 ist am Ende des Kurbelarmes 42 befestigt und innerhalb einer ersten Nockennut angeordnet, die als Vertikalhubnut 32 bezeichnet wird. Zwei Kurbelarme 46, 48 sind im Abstand voneinander in der Nähe des anderen Endes des Drehrohres 38 angebracht und bilden mit dem Kurbelarm 42 einen Winkel von etwa 90°· Geeignete Rollen 50, 52 sind an den äußeren Enden eines jeden Kurbelarmes 46, 48 befestigt, so daß sie sich gegenüberliegen, und in einer Ringnut *jA untergebracht, die auf dem zylindrischen Rohr 56 vorgesehen ist.

Ein zweites längliches Drehrohr 58 erstreckt sich unter dem anderen Ende 60 der Kurventrommel 26 und ist im Abstand vom Drehrohr 38 und parallel zu diesem angeordnet. Das Rohr 58 ist ebenfalls an seinen gegenüberliegenden Enden über geeignete Lager drehbar gelagert. Es weist einen Kurbelarm 62 auf, der sich nach oben entlang der Kurventrommel 26 in der Nähe des Endes 60 erstreckt. Ein Nockenfolger 64 ist am oberen Ende desselben angebracht und in einer zweiten Nockennut gelagert, die als Ausfahrantriebsnut 34 bezeichnet wird. Ferner sind an dem Drehrohr 58 in der Nähe des anderen Endes zwei Kurbelarme 66, 68 mit geringfügigem Abstand angeordnet, die mit dem Kurbelarm 62 einen Winkel von etwa 180°

bilden.
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Ein geeignetes Rollelement 70 ist zwischen den äußeren Enden der Kurbelarme 66, 68 angeordnet und wird durch diese gelagert. Das Rollelement 70 ist in einem länglichen Schlitz 72 aufgenommen, der in einem Kurbelarm 74 vorgesehen ist, welcher an einem dritten, relativ

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kurzen Drehrohr 76 befestigt ist. Das Drehrohr 76 ist unmittelbar unter dem Drehrohr 58 angeordnet, und zwar in einer im wesentlichen axialparallelen, vertikal ausgerichteten Lage zu diesem. Ein zweites Paar von Kurbelarmen 78, 80 ist im Abstand voneinander am Drehrohr 76 befestigt und bildet mit dem Kurbelarm 74- einen Winkel von etwa 90° . Die äußeren Enden der Kurbelarme 78, 80 sind ebenfalls mit geeigneten Rollen 82, 84 versehen, die sich einander'gegenüberliegen und in einer Ringnut angeordnet sind, welche am unteren Ende einer Welle 88 vorgesehen ist. Obwohl es möglich ist, das Drehrohr 76 und die zugehörigen Kurbelarme 74-» 78 und 80 wegzulassen und eine direkte Kupplung zwischen den Kurbelarmen 66, 68 und der Welle 88 vorzusehen, würde man hier einen beträchtlich größeren Ireiraum benötigen, um den Schwenkvorgang eines länglichen Kurbelarmes zu ermöglichen. Der Einsatz eines zweiten Drehrohres 76 in der vorstehend beschriebenen Weise bietet daher den Vorteil einer wesentlich kompakteren Ausführungsform.

Ein in einer im wesentlichen horizontalen Ebene angeordnetes mit Zähnen versehenes Segment 90 ist drehbar an der Basis 24· gelagert und umfaßt einen Armabschnitt 92, der sich unter der Kurventrommel 26 erstreckt, und einen mit Zähnen versehenen Abschnitt 94-, der sich in der entgegengesetzten Richtung nach außen erstreckt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform soll der Abschnitt 94- einen Drehvorgang um etwa 4-5° ausführen, so daß er sich über einen Bogen von etwa 60 erstreckt (wobei etwa

7 an jedem Ende aus Sicherheitsgründen vorgesehen sind).

Ein größerer oder kleinerer Bogen kann natürlich ebenfalls vorgesehen sein, falls dies erforderlich sein sollte.

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Am Armabschnitt 92 ist ein dritter Nockenfolger 96 befestigt und erstreckt sich von diesem nach oben. Der Nockenfolger ist in einer dritten Nut 36, die auf der Kurventrommel 26 vorgesehen ist, angeordnet und wird durch diese angetrieben. Diese dritte Nut wird als Schrittantriebsnut 36 bezeichnet.

Die Betätigungseinheit 20 umfaßt ein äußeres, zylindrisches und vertikal verlaufendes Rohr 56, dessen unteres Ende eine Ringnut 54· aufweist, die an einem Abschnitt des Rohres mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen ist und durch einen oberen und unteren radial auswärts verlaufenden Ringflansch 98, 100 begrenzt wird. Die Armeinheit 22 ist am oberen Ende des Rohres 56 gelagert und an diesem nicht drehbar befestigt. Das Rohr 56 kann durch ein Zahnrad 102 gedreht werden, das drehbar auf einer unteren Lagereinheit 104 gelagert ist, welche an der Basis 24- befestigt ist. Eine Vielzahl von länglichen S-friftelementen 106 sind an dem Zahnrad 102 befestigt und stehen von diesem axial nach oben durch Öffnungen 108 im Abschnitt des Rohres 56 mit vergrößertem Durchmesser vor. Geeignete Kugellager 110 sind innerhalb von öffnungen 108 montiert, so daß sie eine Vertikalbewegung des Rohres 56 relativ zu dem Zahnrad 102 ermöglichen und die Triebverbindung zwischen beiden aufrecht erhalten.

Das Zahnrad 102 kämmt mit dem mit Zähnen versehenen Segment 90 und bewirkt somit eine Drehung des Rohres Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Segment 90 einen Durchmesser, der doppelt so groß ist wie der des Zahnrades 102. Um daher eine Drehung des Rohres 56 um 90° zu bewirken, muß sich das Segment 90 nur um 45° drehen. Dieser Übersetzungsantrieb ermöglicht den Einsatz einer kleineren Kurventrommel 26, und eine direkte

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J k U U Z D

Montage des Nockenfolgers 96 auf der Armverlängerung des Zahnrades 90, wodurch ein komplex ausgebildetes Gestänge oder eine aufwendigere und teurere Kurventrommel vermieden wird. Es kann auch ein höheres Übersetzungsverhältnis Verwendung finden, wodurch die erforderliche Länge und somit auch der erforderliche Durchmesser der Kurventrommel 26 weiter reduziert wird, obwohl dadurch die auf den Nockenfolger und die anderen Teile des Antriebs ausgeübten Spannungen erhöht werden.

Das Drehrohr 56 wird durch ein längliches, allgemein zylinderförmiges Ringelement 112 drehbar gelagert, das zwei diametral gegenüberliegende, nach außen verlaufende Arme 114, 116 aufweist. Von jedem äußeren Ende eines jeden Armes 114, 116 hängen zylindrische Iführungsrohre 118, 120 herab, die jeweils teleskopförmig in einem Gehäuse 122, 124 untergebracht sind, das sich von der Basis 24 nach oben erstreckt. Vorzugsweise sind zwei geeignete Kugellager o.a. mit axialem Abstand in jedem Gehäuse 122, 124 vorgesehen, um die gewünschte Stabilität sowie eine rein vertikale Teleskopbewegung der Führungsrohre 122, 124 zu erreichen. Wie man am besten aus Figur 4 entnehmen kann, ist das Gehäuse 124 koaxial zur Basis 24 angeordnet und erstreckt sich von dieser nach oben durch eine Öffnung 126 in dem Segment 90.

Eine radial auswärts verlaufende, axial nach oben weisende Schulter 128 ist ferner am Ringelement 112 zwischen dessen Enden vorgesehen. Auf dieser Schulter ist ein Kegelrad 130 befestigt. Das Kegelrad 130 ist nicht drehbar montiert und kämmt mit einem anderen Kegelrad

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132, das einen Teil der Anneinheit 22 bildet, und bewirkt eine Winkelverschiebung des Werkstückes während des Fördervorganges, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.

Die Betätigungseinheit 20 umfaßt ferner ein längliches Mittelarmausfahr-Antriebswellenelement 88, das sich koaxial durch das Rohr 56, das Zahnrad 102, das zugehörige Lager 104· und nach außen durch das obere Ende der Armeinheit 20 und durch den Boden des Lagers 104 erstreckt. Innerhalb des Rohres 56 sind geeignete Lagerbüchsen vorgesehen, um eine freie Vertikalbewegung der Welle 88 relativ zu dem Rohr zu gestatten. Wie vorstehend erläutert, besitzt das untere Ende der Antriebswelle 88 eine Ringnut 86, die von zwei im Abstand angeordneten, radial auswärts verlaufenden Flanschabschnitten 134·» 136 begrenzt wird. Das obere Ende 138 der Antriebswelle 88 besitzt einen etwa quadratischen Querschnitt und weist auf zwei benachbarten Seitenflächen 14-0, 142 eine Vielzahl von Zähnen auf.

Die Armeinheit 22 umfaßt eine Lagerplattform 144, die an einem Flanschabschnitt befestigt ist, der am oberen Ende des Rohres 56 vorgesehen ist. Von der Lagerplattform werden freitragend zwei Arme 146 und 148 gelagert, die sich relativ zur Achse des Rohres 56 radial nach außen erstrecken und miteinander einen rechten Winkel bilden.

Der Arm 146 umfaßt zwei längliche Lagerstangen 150, 152, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und jeweils durch zwei axial voneinander beabstandete Kugellager 154, 156, 158, 160 gelagert werden,

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welche an gegenüberliegenden Seiten der Lagerplattform 144 montiert sind. Ein allgemein T-förmiges Lagerelement 162 ist an einem Ende jeder Stange 1^0, 152 befestigt und erstreckt sich zwischen diesen Enden. ^ Das Element weist einen herabhängenden Mittelabschnitt 154 auf, der eine Öffnung 166 mit einem relativ großen Durchmesser besitzt. Ein allgemein zylindrisch geformtes Flanschelement 168 ist mit Hilfe von geeigneten Lagern 170, 172 drehbar innerhalb der Öffnung gelagert und umfaßt zwei axial voneinander beabstandete, radial nach außen verlaufende Planschabschnitte 174, 176. Zwei Lagerflansche 178» 180 sind an der Außenfläche des !Flanschelementes 176 befestigt und stehen von dieser nach außen vor. Die Lagerflansche weisen zwei daran befestigte längliche Lagerarme 184, 186 auf. Eine geeignete druckluftbetätigte Greifklaueneinheit 188 ist zwischen den äußeren Enden der Lagerarme 184, 186 befestigt, wobei sich die Klauenelemente 190 nach außen erstrecken. Wie man aus einem Vergleich der Figuren 3 und 6 erkennen kann, kann die tatsächliche maximale Reichweite der Arme 146 und 148 in die benachbarte Arbeitsmaschine hinein in einfacher Weise verändert werden, indem die Länge der Lagerarme 184, 186 variiert wird.Somit können relativ lange Arme 184^ 186* für relativ kleine Teile verwendet werden, wie in Figur 3 gezeigt, während eine Anpassung an größere Teile, die eine kurze Reichweite erforderlich machen, durch den Einsatz von kürzeren Armen 184, 186 erreicht werden kann, wie in Figur 6 gezeigt. Um eine sehr kurze Ansprechzeit zur Betätigung der Klaueneinheit 188 zu erreichen, kann vorzugsweise ein geeignetes elektromagnetbetätigtes Luftventil o.a. am Element 162 befestigt sein, wobei eine Leitung für unt,er hohem Druck stehende Luft angeschlossen ist. Wie am besten aus Figur 6 hervorgeht, kann ein Luftventil an der oberen

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Flache des Elementes 162 befestigt sein und Auslässe aufweisen, die an zwei Betatigungsluftkanäle 189, 191 angeschlossen sind, welche sich nach unten durch das Lagerelement 162 erstrecken und in entsprechende Ringnuten 193» 195 münden, die innerhalb der öffnung 166 vorgesehen sind. Entsprechende Kanäle 197 und 201, die mit entsprechenden Ringnuten 193 und 195 in Verbindung stehen, sind in dem Flanschelement 168 vorgesehen, das sich nach außen durch den Flansch 176 erstreckt. Geeignete flexible Schläuche 203 und 205 können vorgesehen sein, um den Betätigungszylinder der Klaueneinheit anzuschließen. Bei der gezeigten Ausführungsform findet ein doppelt wirkender Betätigungszylinder Verwendung. In einigen Situationen kann jedoch ein einfach wirkender Zylinder wünschenswert sein, wenn nur ein einziger Kanal erforderlich ist. Indem das Ventil in enger Nachbarschaft zu der Klaueneinheit montiert ist,ist es möglich, die Ansprechzeit für die Betätigung der Klaueneinheit im Vergleich zu einer weiter entfernten Lage wesentlich herabzusetzen. Dies ist besonders wichtig für Hochge-

die

schwindigkeitsarbeiten, für die/vorliegende Erfindung besonders geeignet ist.

Eine längliche Zahnstange 192 erstreckt sich zwischen den Lagerstangen 150, 152 etwa parallel dazu, wobei ein Ende der Zahnstange 192 an dem Lagerelement 162 zwischen den Lagerstangen 150 und 152 befestigt ist. Zwei Zahnräder 194 und 196 sind aneinander befestigt und über geeignete Lagereinrichtungen 198, 200 koaxial Seite an Seite auf der Plattform 144 drehbar gelagert. Das Zahnrad 196 besitzt vorzugsweise einen doppelt so großen Durchmesser wie das Zahnrad 194 und überlagert die Zahnstange 192, wobei es mit dieser kämmt. Das

Zahnrad 194 ist so angeordnet, daß es mit den auf der 35

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Seite 140 des oberen Endes 138 der Welle 88 angeordneten Zähnen kämmt. Somit wird durch eine Vertikalbewegung der Welle 88 das Zahnrad 194 gedreht, das wiederum eine Horizontalbewegung des Armes 146 über den Eingriff zwischen dem Zahnrad 196 und der Zahnstange 192 bewirkt. Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses von 2:1 zwischen dem Zahnrad 196 und dem Zahnrad 194 wird die Zahnstange 192 über die doppelte Strecke der Welle 88 bewegt. Um die Vertikalbewegung der Welle 88 zu führen, sind ge-

XO eignete Führungsblöcke 202 vorgesehen, die jeweils mit einer der vier Seiten des Endes 138 der Welle 88 in Eingriff stehen. Die an den Seiten 140 und 142 vorgesehenen Zähne erstrecken sich nur teilweise über diese Seitenwände. Um die Zahnstange 192 in der richtigen Betriebsstellung zu halten, sind auf jeder Seite zwei Rollen 204, 206 vorgesehen. In ähnlicher Weise ist eine andere Rolle (nicht gezeigt) unter der Zahnstange 192 vorgesehen, um diese zu lagern.

Des weiteren ist ein Arm 148 in im wesentlichen identischer Weise auf der Lagerplattform 144 angeordnet. Entsprechende Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen, die ein * aufweisen. Um eine störende Beeinflussung der Zahnstangen 192 und 192* und der länglichen Lagerstangen 150, 152 und 150*, 152* zu vermeiden, sind die Lagerstangen 150*, 152*, die Zahnstangen 192* und die zugehörigen Zahnräder 194*, 196*, die dem Arm 148 zugeordnet sind, auf einem in ausreichender Weise höheren Niveau angeordnet, um ein entsprechendes Überlappungsspiel zu erreichen.

I_n diesem lall ist der herabhängende Abschnitt 164* des T-förmigen Lagerelementes 162* geringfügig länger ausgebildet, so daß die entsprechenden Greifklauen 190* in im wesentlichen der gleichen Höhe wie die Klauen 190 angeordnet sind.

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Wie -vorstehend erläutert, umfaßt der Manipulator 10 des weiteren Einrichtungen, die eine Drehung eines Werkstückes während des Transfer-Vorganges bewirken. Um diese Drehbewegung durchzuführen, ist ein Flanschelement 208 vorgesehen, das an einer länglichen Welle 210 befestigt ist. Die Welle 210 ist teleskopförmig innerhalb einer zweiten Welle 210 angeordnet, die über geeignete Lagereinrichtungen 214 drehbar an der Unterseite der Plattform 144 gelagert ist. Das Kegelrad 132 steht mit dem inneren Ende der Welle 212 in Triebverbindung und kann dieses in Abhängigkeit von einer schrittweise erfolgenden Drehbewegung der Plattform 14A- drehen. Das Flanschelement 208 ist wiederum über eine Vielzahl von geeigneten Schrauben 216 o.a. an dem Flansch 174 befestigt, so daß eine Drehung des Elementes 168 und der zugehörigen Greifklauen 190 bewirkt wird. Wenn daher die Plattform 144 durch die Welle 56 gedreht wird, dreht das stationäre Kegelrad 130 das Kegelrad 132 und somit die Greifklauen 190.

Der Grad der Drehung kann in einfacher Weise durch geeignete Auswahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Kegelrädern 130 und 132 gesteuert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es beispielsweise wünschenswert, einen Teil um 180° zu drehen. Indem man daher das Zahnrad 132 so auswählt, daß dieses einen Durchmesser besitzt, der dem halben Durchmesser des Zahnrades I30 entspricht, kann eine Drehung der Greifklauen 190 um 180° während der Schrittbewegung der

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Plattform 144 um 90° erreicht werden.

Normalerweise ist nur einer der beiden Arme 146, in der Lage, eine Rotation des Teiles während der Schrittbewegung zu bewirken. Palis gewünscht, können jedoch auch beide Arme dazu in der Lage sein. Ferner kann es in einigen Fällen wünschenswert sein, keine Drehung des Teiles zu bewirken. Der Manipulator 10

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ist so ausgebildet, daß er in einfacher und rascher Weise auch an diese Betriebsweise angepaßt werden kann. Wie in Figur 7 gezeigt, ist es zur Verhinderung einer Drehung zuerst erforderlich, den Flansch 208 von dem Flansch 174 durch Entfernen der Befestigungselemente 216 zu lösen. Um die Greifklauen 190 gegen eine Drehbewegung zu verriegeln, ist der Abschnitt 164 an seinem Umfang mit einem Ohr 218 versehen, das eine Öffnung 220 aufweist. Eine andere öffnung 222, die sich durch den Flansch 174 erstreckt, ist zu der Öffnung 220 ausrichtbar, so daß ein geeigneter Stift 224 hindurchgesteckt werden kann, der eine Drehbewegung der Klauen 190 verhindert.

In Verbindung mit den Figuren 8 bis 10 wird nunmehr die Abfolge der Arbeitsschritte des Manipulators 10 im einzelnen in bezug auf die Förderung eines Werkstückes von einer Formpresse zu einer zugehörigen Leerstation und eines Werkstückes von der Leerstation zu einer nachfolgenden Presse beschrieben. Bei der bevorzugten Anordnung läuft der Gesamtzyklus einschließlich der gesamten Arbeitszeit der Presse und des Manipulators 10 innerhalb von drei Sekunden ab, wobei der Presszyklus 1,5 Sekunden und der den Presszyklus geringfügig überlappende Förder-Vorgang insgesamt 1,875 Sekunden erfordert. Die Kurventrommel 26 wird daher mit einer Drehzahl von 32 UpM oder 192°/Sekunde angetrieben.

Wie in Figur 9 gezeigt, beginnt die Presse zum Zeitpunkt T=O mit ihrem Zyklus. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der eine Arm 148 des Manipulators benachbart zur aufstromseitigen Presse in einer zurückgezogenen Position, und die Plattform 144 nimmt eine abgesenkte Position ein, wie

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in den Figuren 2 und 4- gezeigt. Z. Zt. T = 1,125 Sekunden hat die zweite Presse 12 etwa 75 # ihres Zyklus durchlaufen und ist daher etwa zur Hälfte geöffnet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor 30 über eine Betätigung des Kupplungs/Brems-Reduktionsgetriebes 28 in Triebverbindung mit der Kurventrommel 26 gesetzt und beginnt diese zu drehen. Wenn die Kurventrommel 26 mit der Drehung beginnt, wird der Nockenfolger 64 von dem Ende 60 der Kurventrommel 26 axial einwärts bewegt, was zu einer Drehung des Drehrohres 58 über den Kurbelarm 62 führt, wodurch wiederum eine Drehung der Kurbelarme 66 und 68 bewirkt wird. Die Kurbelarme 66 und 68 drehen somit den Kurbelarm 74, der am Drehrohr 76 gelagert ist, über den Eingriff der Rolle 70 mit dem Schlitz 72. Die Drehbewegung des Drehrohres 76 führt dazu, daß die Kurbelarme 78 und 80 infolge des Eingriffs der Rollen 82 und 84 in der Ringnut 86 am unteren Ende der Welle 88 diese absenken. Diese Abwärtsbewegung der Welle 88 führt zu einer Drehbewegung der Zahnräder 194 und 194^%* wodurch die Zahnräder 196 und 196^% entsprechende Zahnstangen 192 und 192^% nach außen antreiben und dadurch die entsprechenden Arme 146 und 148 ausfahren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Zahnräder 194 und 196 ein Übersetzungsverhältnis von 2 : 1, so daß die entsprechenden Arme um eine Strecke ausgefahren werden, die der Doppelstrecke der Vertikalbewegung der Welle 88 entspricht.

Wie in Figur 10 gezeigt ist, wird diese Armausfahrbewegung des Manipulators während der anfänglichen 40° der Drehbewegung der Kurventrommel 26 bewirkt. Während dieser Drehphase findet keine Bewegung der beiden Nockenfolger 44 und 96 statt. Eine schematische Darstellung dieser Armausfahrphase ist in den Figuren 8a und 8b gezeigt.

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Danach ist eine Zeitspanne vorgesehen, die 15° der Drehbewegung der Kurventrommel 26 entspricht und während der die Greifklauen betätigt werden, um das Werkstück dazwischen festzuklemmen. Für die nachfolgende Beschreibung wird angenommen, daß sich ein Werkstück in der Presse befindet, an dem gerade ein Formvorgang durchgeführt worden ist, und daß sich ein anderes Werkstück in der Leerstation befindet und auf den Transport zu einer nachfolgenden Formpresse wartet» Somit ergreifen beide Arme 146 und 148 gleichzeitig Werkstücke.

Nach 55° der Drehung der Kurventrommel 26 wird der Nockenfolger 44- entlang der Nut 32 in einer Richtung gegen das Eeduktionsgetriebe 28 bewegt, wodurch eine Drehung des Drehrohres 38 und der zugehörigen Kurbelarme 46 und 48 bewirkt wird. Die Kurbelarme 46 und 48 bewegen daher das Rohr 56 und das zugehörigen Ringelement 112 vertikal nach oben, wodurch die gesamte Armeinheit 22 angehoben wird. Wie aus der Darstellung der Figur 10 hervorgeht, benötigt dieser Hubvorgang 26 der Drehung der Kurventrommel. Während der anfänglichen 16° dieses Hubzyklus ist der Arm 148, der das in der Formpresse angeordnete Werkstück ergreift, bereits vollständig ausgefahren. Um daher eine Überbewegung der Arme 146 und 148 zu verhindern, muß die W_elle 88 synchron mit der Bewegung des Rohres 56 und der Plattform 144 bewegt werden. Die Nockennut 34 ist daher so geformt, daß sie der Welle 88 eine geringfügige Aufwärtsbewegung verleiht, die mit der Vertikalbewegung der Armeinheit identisch ist und hierzu synchron verläuft. Dies ist durch die Änderung der Positionen der Elemente in den Figuren 8b und 8c schematisch dargestellt.

Bei 71 der Drehung der Kurventrommel 26 wird der Nockenfolger 64 durch die Nut 34 in Richtung auf das Ende 60

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der Trommel bewegt, wobei mit der Rückführung der Arme 14-6 und 148 begonnen wird. Bei 80° ist der Hubzyklus beendet, und die Arme werden weiter zurückgezogen, wobei nach. 111° der Drehuni
Rückführung beendet ist.

bei nach 111 der Drehung der Kurventrommel 26 die

Bei 81 der Drehung der Kurventrommel und bei einer ausreichenden Rückführung der Arme 146 und 148, um eine störende Beeinflussung zwischen den in die gleiche Presse und wieder aus dieser heraus geführten Werkstücke zu vermeiden, beginnt der Schrittbewegungszyklus. Es ist ferner wünschenswert, daß sich die Arme während der Schrittbewegung in zumindest einer teilweise zurückgezogenen Position befinden, um den Hebelarm und somit die Belastung und den erforderlichen Leistungsbedarf zur Durchführung der Schrittbewegung zu reduzieren.

Bei der Schrittbewegung des Manipulators 10 bewirkt die Nockennut 36 eine Bewegung des Nockenfolgers 96 in Richtung auf das Ende 60 der Kurventrommel, wodurch eine Bewegung des Segmentes 90 gegen den Uhrzeigersinn erreicht wird, die wiederum zu einer Drehung des Zahnrades 102 führt. Das Zahnrad 102 dreht das Rohr 56 und die Armeinheit 22 über die Elemente 106. Wie vorher erläutert, besitzt das mit Zähnen versehene Segment 90 in bezug auf das Zahnrad 102 ein Übersetzungsverhältnis von 2 : 1, so daß eine Bewegung des Segmentes 90 um 45° eine vollständige Schrittbewegung des Manipulators

10 um 90° bewirkt.
30

Obwohl der Indexvorgang bis 170° der Drehung der Kurventrommel 26 nicht beendet ist, beginnt die Nockennut 34 bei 145° der Drehung die Arme auszufahren, wobei dieser Zyklus beendet wird, nachdem die Kurventrommel 26 um ο
^ 185 gedreht worden ist. Durch den vorstehend beschriebenen Vorgang beginnt die Nockennut 32 auch, bei einer Drehung

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der Kurventrommel um 175 die Armeinheit 22 abzusenken, wobei dieser: Vorgang bei 201 der Drehung der Kurventrommel beendet ist.

Während der Armausfahrvorgang bei 185° der Drehung der Kurventrommel beendet ist, muß die von der Nockennut 32 der Armeinheit 22 auferlegte Absenkbewegung auch auf die Nockennut 34· überlagert werden, so daß sich die Stange 88 synchron zu der Armeinheit 22 absenken kann, wodurch während der Drehung der Kurventrommel 26 von 185° - 201° eine Rückführung der Armausfahreinrichtungen verhindert wird. Wie vorstehend erläutert, ist der Manipulator 10 vollständig reversibel, ohne daß hierzu die Kurventrommel 26 verändert oder ausgetauscht werden muß. Es muß lediglich deren Drehrichtung verändert werden. Diese auf die Nockennut 34· überlagerte Bewegung hält daher die Arme 146 und 148 während des Anhebens der Armeinheit 22 in einer vollständig ausgefahrenen Position, wenn die Kurventrommel 26 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird.

Die Arme 146 und 148 befinden sich nunmehr in einer vollständig ausgefahrenen Position, wobei die Armeinheit 22 um volle 90° bewegt worden ist, und in einer abgesenkten Position. Das seinerzeit in der Presse angeordnete Werkstück ist nunmehr in die Leerstation bewegt worden, während das in der Leerstation angeordnete Werkstück auf die nächste Formpresse übertragen und dort angeordnet worden ist. Eine Verweildauer von 15° (von 201° bis 216° der Drehung der Kurventrommel 26) ist vorgesehen, damit die Greifklauen 190 das Werkstück freigeben können.

Wenn das Werkstück freigegeben worden ist, werden die 35

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Arme 14-6 und 14-8 zurückgezogen, wobei die Rücknahme nach 256 der Drehung der Kurventrommel 26 beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Verweildauer von 10 der Drehung der Kurventrommel 26 in der Kontur einer jeden Nockennut 32, 34- und 36 vorgesehen, bevor der Manipulator 10 durch die Nockennut 36 wieder in seine Ausgangsposition schrittweise zurückbewegt wird, wobei diese Bewegung bei 350° der Drehung der Kurventrommel beendet ist. Somit ist auch am Ende des Zyklus eine zweite Yerweilperiode von 10 der Drehung der Kurventrommel vorgesehen. Diese zweite Verweilperiode ist vorgesehen, damit das Kupplungs/Brems-Reduktionsgetriebe 28 den Motor 30 von der Kurventrommel 26 trennen und die Kurventrommel bis zu einem Halt abbremsen kann. Die erste 10°-Verweilperiode ( zwischen 256° und 266° der Drehung der Kurventrommel) dient zu dem gleichen Zweck, wird jedoch eingesetzt, wenn die Kurventrommel 26 und der Manipulator 10 in der entgegengesetzten Richtung betätigt werden. Dieser Umkehrbetrieb ist in bezug auf die zeitliche Abstimmung mit dem der Figur 10 identisch, wobei jedoch der Startpunkt bei 256° liegtund die Zyklen nach links ablaufen. Aufgrund der umgekehrten Drehrichtung der Kurventrommel 26 laufen die einzelnen Vorgänge naturgemäß in umgekehrter Richtung ab.

Der beschriebene Manipulator 10 ist daher in der Lage, einen vollständigen Betriebszyklus, der das Ausfahren der Arme, das Ergreifen eines Werkstückes, das Anheben des Werkstückes, das Zurückziehen der Arme, eine Schrittbewegung um 90 , das Ausfahren der Arme und das Absenken derselben umfaßt, innerhalb einer einzigen Umdrehung der Kurventrommel 26 durchzuführen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform läuft dieser vollständige Betriebszyklus innerhalb von 1,875 Sekunden ab, und durch Überlappen eines Abschnittes dieses Zyklus mit dem Pressenöffnungszyklus kann eine

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Produktionsrate von 1.200 Stück pro Stunde oder die Behandlung eines Teiles alle drei Sekunden erreicht werden. Vorzugsweise ist jeder Manipulator identisch ausgebildet, was den Vorteil einer einfachen Wartung und die Aufrechterhaltung einer geringeren Anzahl von Ersatzteilen mit sich bringt. Dadurch, daß die Manipulatoren abwechselnd mit einer Reihe von Bearbeitungsmaschinen angeordnet und Werkstücke gleichzeitig von einem oder beiden Enden zugeführt werden können, je nach der Anzahl der zur Herstellung der gewünschten Teile erforderlichen Bearbeitungsvorgänge, wird eine große Flexibilität mit einem minimalen Umrüstungsaufwand und einer minimalen Umrüstungszeit erreicht. Die Produktivität läßt sich daher beträchtlieh steigern.

Während der beschriebene Manipulator 10 dazu dient, mit hoher Geschwindigkeit eine Förderung von Teilen zwischen benachbarten Formpressen o.a. durchzuführen, die Seite an Seite angeordnet sind, sind auch andere Ausgestaltungen möglich. Wenn beispielsweise zwei Arbeitsmaschinen unter einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind, kann ein erfindungsgemäß ausgebildeter Manipulator Verwendung finden, der nur einen einzigen Arm aufweist, um eine Förderung direkt von einer Maschine zur anderen vorzunehmen. Eine andere mögliche Alternative besteht darin, die Arme 14-6 und 148 so anzuordnen, daß sie sich/l80° nach außen erstrecken, und eine Schrittbewegung um 180 durchzuführen, wobei alle zwei Zyklen eine vollständige Drehung der Arme um 360 vorgenommen wird, wodurch eine Leerstation entfallen kann. Hierfür muß jedoch ausreichender Frei-

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raum an der Rückseite der benachbarten Arbeitsmaschine zur Verfügung stehen, um die Bewegung der Arme zu gestatten. Darüberhinaus ist der Manipulator 10 nicht auf die Förderung von Werkstücken zwischen benachbarten Bearbeitungsmaschinen begrenzt. Er kann vielmehr auch zur Förderung von Werkstücken von einer anderen Fördereinrichtung (d.h. einem Förderband) zu einer oder mehreren Bearbeitungsmaschinen und danach zur Rückführung des Werkstückes zu der gleichen oder einer anderen Fördereinrichtung eingesetzt werden. Die potentiellen Anwendungsmöglichkeiten des Manipulators 10 sind daher sehr zahlreich und lassen sich durch die Flexibilität und die Ausführungsform des Manipulators ohne weiteres verwirklichen.

In den Figuren 11- 13 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Manipulators dargestellt, die mit der Bezugsziffer 250 versehen ist. Dieser Manipulator 250 ist in seinem Aufbau und seiner Betriebsweise dem Manipulator 10 sehr ähnlich, so daß entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, die ein * aufweisen.

Bei dem Manipulator 250 finden drei getrennte Kurventrommeln 252, 254- und 256 an Stelle der einzigen Kurventrommel 26 Verwendung, wobei jede Trommel an einer gemeinsamen W_elle 258 befestigt ist und von dieser angetrieben wird.

Die Trommel 252 dient dazu, entsprechende Arme 146 ^% und 148^N mit Hilfe eines Efockenfolgers 260, der.sich mit einer geeignet geformten Nockennut in der Oberfläche der Trommel in Eingriff befindet, auszufahren bzw. zurückzuziehen. Der Nockenfolger 260 umfaßt eine Kulissenantriebsverbindung mit dem Kurbelarm 262, die durch eine Nut

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gebildet wird, die einen Nockenfolgestift 266 aufnimmt, der am Ende des Kurbelarmes 262 befestigt ist. Der Kurbelarm 262 treibt über ein Drehrohr 270 einen zweiten Kurbelarm 268 an, der wiederum mit dem unteren Ende einer Welle 88* verbunden ist. Beide Kurbelarme 262 und 268 und das zugehörige Drehrohr 270 sind an einem Hauptgehäuse 272 gelagert und zusammen mit diesem vertikal beweglich. Aufgrund der Kulissenantriebsverbindung zwischen der Trommel 252 und dem Kurbelarm 262 ändert die Vertikalbewegung des Gehäuses 272 nicht die Armausfahr/Rückzugs-Position, so daß es daher nicht erforderlich ist, die Vertikalbewegung der Arme auf die Form der Nockennut der Trommel 252 zu überlagern.

Die Kurventrommel 256 kann die gewünschte Vertikalbewegung mittels eines Nockenfolgers 274· erzeugen, der am Ende eines Kurbelarmes 276 befestigt ist. Das andere Ende des Kurbelarmes 276 steht mit einer Ringnut 278, die am Hauptgehäuse 272 vorgesehen ist, in Triebverbindung, so daß eine VertikalToewegung erreicht wird.

Die Kurventrommel 254- kann eine Indexbewegung über einen Nockenfolger 280 erzeugen, der an einem Zahnrad 282 mit großem Durchmesser vorgesehen ist. Das Zahnrad 282 befindet sich in vertikalem Gleiteingriff mit einem Zahnrad 284· mit kleinerem Durchmesser, das am unteren Abschnitt des Gehäuses 272 vorgesehen ist. Somit wird die von der Kurventrommel 256 erzeugte Vertikalbewegung mit einer axialen Relativbewegung der Zahnräder 282 und 284-durchgeführt.

Eine Armeinheit 22 * ist am oberen Ende des Hauptgehäuses 272 gelagert und umfaßt einen ähnlichen Zahnstangenantrieb, um ein Ausfahren und ein Zurückziehen der Arme 14-6* und 148^% zu bewirken. Entsprechende Teile dieses Antriebes

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sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, die zwei ^%x aufweisen. Anstelle der Führungsstangen 150» 152 ist jedoch eine einzige Führungsstange 286 vorgesehen, entlang der ein Gleitlager 288 montiert ist. Am Gleitlager 288 ist eine Welle 290 drehbar gelagert, die teleskopförmig ein Ende einer Antriebsstange 292 aufnimmt. Geeignete Greifklauen 19Cr sind am anderen Ende der Welle 290 befestigt. Die Antriebsstange kann die Antriebswelle 290 drehen und weist an ihrem inneren Ende ein Kegelrad 294- auf, das mit einem zweiten Kegelrad 296 kämmt, welches nicht drehbar am oberen Ende des Gehäuses276 so angeordnet ist, daß es im wesentlichen koaxial zum oberen Ende der Stange 88^> verläuft und dieses umgibt.

Wie vorstehend erläutert, funktioniert der Manipulator 250 in jedem der gewünschten Betriebsabläufe in im wesentlichen der gleichen Weise und bietet die entsprechenden Vorteile wie der Manipulator 10. Obwohl Anwendungsfälle existieren, bei denen die Ausführungsform des Manipulators 250 bevorzugt wird, wird jedoch in der Regel ein Wegfall der Kulissenantriebsverbindung und die Armanordnung des Manipulators 10 bevorzugt werden. Obwohl bei der Ausführungsform der Figuren 11 bis 13 drei getrennte Kurventrommeln beschrieben worden sind, ist es auch möglich, diese drei Trommeln zu einer einzigen Trommel zu kombinieren, wie dies bei dem Manipulator 10 der Fall ist.

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Claims

PATEHTANSERÜCHE:

ί 1.j Mehrachsiger Manipulator zur Förderung von Werkstücken mit hoher Geschwindigkeit in eine Bearbeitungsmaschine und aus dieser wieder heraus, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile:

Eine Antriebseinrichtung (18); einen ersten und zweiten Arm (14-6, 148), die relativ zueinander einen Winkel bilden und Qeweils eine Greifeinrichtung (188) zum Greifen eines Werkstückes umfassen;

eine erste von der Antriebseinrichtung (18) angetriebene Einrichtung zur Bewegung des ersten und zweiten Armes entlang einer ersten Achse;

eine zweite von der Antriebseinrichtung (18) angetriebene Einrichtung zur Bewegung des ersten und zweiten Armes entlang einer zweiten Achse;

eine von der Antriebseinrichtung (18) angetriebene Schrittbewegungseinrichtung zum Drehen des ersten und zweiten Armes um die erste oder zweite Achse, wobei die erste und zweite Bewegungseinrichtung und die Schrittbewegungseinrichtung von der Antriebseinrichtung (18) unabhängig voneinander angetrieben ^ 5 werden.
2. Manipulator nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (18) eine einzige Kurventrommel (26) umfaßt, die mit einer Vielzahl von Nockenuten (32,, 34, 36) versehen ist.
3. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2 ,dadurch gekennzeichnet, daß er des weiteren Ein-

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richtungen aufweist, die eine Drehbewegung des ersten oder zweiten Armes (146, 148) in Abhängigkeit von der Umdrehungsbewegung der Arme bewirken.
4. Manipulator nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Durchführung einer Drehbewegung von einem der Arme ein Antriebselement umfassen, das wahlweise mit den Greifeinrichtungen (188) lösbar verbindbar ist, und daß die Arme (146, 148) Verriegelungseinrxchtungen aufweisen, die mit den Greifeinrichtungen zusammenwirken und wahlweise eine Relativdrehung der Greifeinrichtungen während der Umdrehungsbewegung der Arme verhindern.
5· Mehrachsiger Manipulator zur Förderung von Werkstücken mit hoher Geschwindigkeit in eine Bearbeitungsmaschine und aus dieser wieder heraus, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Bestandteile:

Eine Armeinheit (22);

einen Antriebsmotor;

eine Kurventrommel (26), die in Triebverbindung mit dem Motor steht und eine Vielzahl von endlosen Nockennuten (32, 34, 36) aufweist;
einen ersten Nockenfolger (44), der mit einer (32) der Nockennuten in Eingriff steht und mit der Armeinheit (22) verbunden ist, um diese entlang einer ersten Achse zu bewegen;

einen zweiten Nockenfolger (64), der mit einer anderen " (34) Nockennut in Eingriff steht und mit der Armeinheit

(22) verbunden ist, um Teile derselben entlang einer zweiten Achse zu bewegen;

wobei die zweite Npckennut (34) eine Form aufweist, durch die ein Teil/durch den Eingriff der ersten Nockennut (32) und des ersten Nockenfolgers (44) erzeugten Be-

' — 3 —

wegung auf die Bewegung der Teile der Armeinheit (22) überlagert wird, die aus dem Eingriff des zweiten Nockenfolgers (64) mit der anderen (34) der Nockennuten resultiert, so daß ein Teil der Bewegung der Armeinheit entlang der ersten Achse durchgeführt werden kann, ohne die Bewegung der Teile der Armeinheit entlang der zweiten Achse zu beeinflussen.
6. Mehrachsiger !Manipulator zur Förderung von Werkstücken mit hoher Geschwindigkeit in eine Bearbeitungsmaschine und aus dieser wieder heraus, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Bestandteile:

Eine Basis (24);

eine Armeinheit (22) mit einer Plattform (144), einem ^ ersten und zweiten Arm (146, 148), die relativ zueinander einen Winkel bilfen und beweglich auf der Plattform gelagert sind, wobei jeder Arm eine auf der Plattform gelagerte Antriebseinrichtung zur linearen Hin- und Herbewegung der Arme aufweist, und an den

äußeren Enden eines jeden Armes vorgesehenen Einrichtungen (188) zum Greifen eines Werkstückes; eine Betätigungseinheit (20) mit einem hohlzylindrischen länglichen Rohr (56), an dessen einem Ende die Armeinheit (22) befestigt ist, Einrichtungen, die das Rohr

-* beweglich auf der Basis (24) lagern, mit Zähnen versehenen Einrichtungen, die auf der Basis koaxial zu dem Rohr gelagert sind und Einrichtungen aufweisen, die die mit den Zähnen versehenen Einrichtungen mit dem

XQ Rohr in Drehung versetzen, und einer länglichen Stange, die sich in beweglicher Weise koaxial durch das Rohr (56) und die Plattform (144) erstreckt und von gegenüberliegenden Enden des Rohres nach außen vorsteht, wobei dasjenige Ende der Stange, das sich durch die

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Plattform erstreckt, mit jeder Antriebseinrichtung der Arme in Treibeingriff bringbar ist; und eine Antriebseinheit (18) mit einem auf der Basis (24) gelagerten Motor, auf der Basis gelagerten Nockeneinrichtungen (26), die mit dem Motor in Triebverbindung stehen und eine Vielzahl von Nockennuten (32, 34, 36) umfassen, einem drehbar auf der Basis gelagerten Zahnsegment (90), das durch Eingriff eines ersten Nockenfolgers (44), der an einem Teil desselben befestigt ist und mit einer (32) aus der Vielzahl der Nockennuten in Eingriff steht, gedreht werden kann und das' mit der mit den Zähnen versehenen Einrichtung (102) kämmt, wodurch die eine Nockennut (32) das Rohr drehen kann und die Arme (146, 148) zwischen einer ersten und zweiten Position hin- und herbewegt werden können, einem zweiten Nockenfolger (64), der mit einer anderen (34-) Nockennut in Eingriff steht und treibend mit der Stange verbunden ist, so daß die Stange in Axialrichtung hin- und herbewegt und ^jeden Arm linear hin- und herbewegen kann, und einem dritten Nockenfolger (96), der mit einer dritten Nockennut (36) in Eingriff und mit dem Rohr in Triebverbindung steht und der das Rohr (56) und die darauf gelagerte Plattform (144) in Axialrichtung hin- und herbewegen kann, so daß die Arme in einer Richtung parallel zur Drehachse des Rohres hin- und herbewegt werden.
7. Manipulator nach Anspruch 6,dadurch g e kennzeichnet, daß die andere Nockennut (34) so geformt ist, daß mindestens ein Teil der axialen Hin- und Herbewegung der Plattform (114), die aus dem Eingriff zwischen dem dritten Nockenfolger (96) und der dritten Nockennut (36) resultiert, überlagert wird.
8. Manipulator nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Tielzahl der Nockennuten kontinuierlich ausgebildet und daß dadurch der erste, zweite und dritte Noekenfolger (44, 64, 96) bei jeder Umdrehung der Nockeneinrichtungen über einen Betriebszyklus antreibbar sind.
9. Manipulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtungen eine einzige Kurventrommel (26) umfassen, auf der eine Vielzahl von Nockennuten (32, 34, 36) vorgesehen ist.
10. Manipulator nach Anspruch 6,dadurch g e kennzeichnet, daß die Nockeneinrichtungen und der erste, zweite und dritte Noekenfolger (44, 64, 96) zusammenwirken und ^eden Arm (146, 148) über einen Betriebszyklus antreiben, während dem die Arme linear ausgefahren, axial ausgefahren, linear zurückgezogen, in eine Richtung gedreht, linear ausgefahren, axial zurückgezogen, linear zurückgezogen und dann in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, wobei diese Schritte nacheinander begonnen werden.
11. Manipulator nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtungen in beiden Richtungen gedreht werden, ohne die Reihenfolge der vorstehenden Schritte zu verändern.
12. Manipulator nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Armeinheit (22) Einrichtungen zum Drehen der Greifeinrichtungen (188) in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Arme (146, 148) um die Achse des Rohres umfaßt.
13. Manipulator nach Anspruch 12,dadurch gekennzei'chnet, daß die Dreheinrichtungen ein erstes Kegelrad (130) umfassen, das an den Lagereinrichtungen für das Rohr (56) befestigt ist, und ein zweites Kegelrad (132), das mit dem ersten Kegelrad kämmt, wobei die Greifeinrichtungen (188) drehbar an dem Arm gelagert sind und das zweite Kegelrad damit in Triebverbindung steht.
14·· Manipulator nach Anspruch 13, dadurch g e kennz e lehnet, daß er wahlweise einrückbare Kupplungseinrichtungen umfaßt, die das zweite Kegelrad (132) und die Greifeinrichtungen (188) miteinander verbinden.
15. Manipulator nach Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtungen einen ersten Flansch (174-) umfassen, der an den drehbaren Greifeinrichtungen befestigt ist, einen zweiten Flansch (208), der in Triebverbindung mit dem zweiten Kegelrad (132) steht, lösbare Befestigungseinrichtungen (216) zur Herstellung einer Triebverbindung zwischen dem ersten und zweiten Flansch und Verriegelungseinrichtungen, die auf Einrichtungen zur drehbaren Lagerung der Greifeinrichtungen vorgesehen sind und mit dem ersten Flansch (17²O zusammenwirken, wodurch eine Drehung des ersten Flansches verhindert werden kann, wenn der zweite Flansch (208) davon gelöst ist.
16. Manipulator nach Anspruch 15,dadurch g e kennzeichnet, daß das zweite Kegelrad

(132) an einem Ende einer hohlen drehbaren Welle (212) befestigt ist und daß der zweite Flansch (208) an einem Ende einer anderen Welle befestigt ist, die

teleskopförmig in der hohlen Welle (212) und nicht drehbar relativ zu dieser angeordnet ist.
17. Mehrachsiger Manipulator zur Förderung von Werkstücken mit hoher Geschwindigkeit in eine Bearbeitungsmaschine und wieder aus dieser heraus, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Bestandteile:

Eine Antriebseinrichtung;

eine Armeinrichtung, die eine Greifeinrichtung zum Greifen eines Werkstückes aufweist; eine erste von der Antriebseinrichtung getriebene Einrichtung zur Hin- und Herbewegung der Armeinrichtung entlang einer ersten Achse;

eine zweite von der Antriebseinrichtung getriebene Einrichtung zur Hin- und Herbewegung von Teilen der Armeinrichtung entlang einer zweiten Achse; eine von der Antriebseinrichtung getriebene Schrittbewegungseinrichtung zur Umdrehung der Armeinrichtung um die erste oder zweite Achse; und eine wahlweise betätigbare Verbindungseinrichtung zur Durchführung einer Drehbewegung der Armeinrichtung in Abhängigkeit von der ümdrehungsbewegung der Armeinrichtung, wobei die erste und zweite Bewegungseinrichtung und die Schrittbewegungseinrichtung von der Antriebseinrichtung unabhängig voneinander angetrieben werden.
18. Manipulator nach Anspruch 17,dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung umfaßt:

Einen Antriebsmotor;

eine Kurventrommel, die in Triebverbindung mit dem Motor steht und eine Vielzahl von endlosen Nockennuten aufweist ;

wobei die erste angetriebene Einrichtung einen ersten Nockenfolger umfaßt, der mit einer der Nockennuten in Eingriff und mit der Armeinheit in Triebverbindung steht, um diese entlang einer ersten Achse anzutreiben,

wobei die zweite angetriebene Einrichtung einen zweiten Nockenfolger aufweist, der mit einer anderen Nockennut in Eingriff und mit der Armeinheit in Triebverbindung steht, um Teile von dieser entlang einer zweiten Achse anzutreiben,

und wobei die zweite Nockennut eine Form aufweist, durch die ein Teil der durch den Eingriff der ersten Nockennut und des ersten Nockenfolgers erzeugten Bewegung auf die Bewegung der Teile der Armeinheit, die aus dem Eingriff des zweiten Nockenfolgers und der anderen Nockennut resultiert, überlagert wird und dieser Teil der Bewegung der Armeinheit entlang der ersten Achse durchgeführt werden kann, ohne die Bewegung der Teile der Armeinheit entlang der zweiten Achse zu beeinflussen.
19. Manipulator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Armeinrichtung umfaßt:

Eine Plattform, einen ersten und zweiten Arm, die relativ zueinander einen Winkel bilden und auf der Plattform beweglich gelagert sind, wobei jeder Arm eine auf der Plattform gelagerte Antriebseinrichtung zur linearen Hin- und Herbewegung der Arme aufweist und die zweite angetriebene Einrichtung diese Antriebseinrichtung antreiben kann.
20. Mehrachsiger Manipulator zur Förderung von Werkstücken mit hoher Geschwindigkeit in eine Bear-

beitungsmaschine und wieder aus dieser heraus,

gekennzeichnet durch:

Eine Basis;

eine Armeinheit mit einer Plattform, einem beweglich auf der Plattform gelagerten Arm, der eine Armantriebseinrichtung aufweist, die auf der Plattform gelagert ist und den Arm linear hin- und herbewegt, und an den äußeren Enden des Armes vorgesehene Einrichtungen zum Greifen eines Werkstückes; und
eine Betätigungseinheit mit einem beweglich auf der Basis gelagerten länglichen Element, an dessen einem Ende die Armeinheit befestigt ist, Einrichtungen zum schrittweisen Drehen des länglichen Elementes und der Armeinheit, Einrichtungen zur axialen Hin- und Herbewegung des länglichen Elementes und der Armeinheit unabhängig von den Schrittbewegungsein- ^ richtungen, eine in Triebverbindung mit der Armantriebseinrichtung stehenden Stange und Nockenantriebseinrichtungen mit einem ersten Nocken und einem zugehörigen Nockenfolger zur Betätigung der Schrittbewegungseinrichtungen, einem zweiten Nocken und zuge-

2Q hörigem Nockenfolger zur Betätigung der Einrichtungen zur axialen Hin- und Herbewegung und einem dritten Nocken zur Betätigung der Stange, so daß der Manipulator ein Werkstück von einer ersten Stelle auf eine zweite Stelle überführen kann.
21. Manipulator nach Anspruch 20,dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenantriebseinrichtungen in einem Zyklus die folgenden Bewegungen an dem Arm durchführen: Eine Linearbewegung in einer

■ZQ ersten linearen Richtung, eine Axialbewegung in einer ersten axialen Richtung, eine Linearbewegung in der entgegengesetzten linearen Richtung, eine Umdrehungs-

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bewegung in einer ersten Drehrichtung, die aus der schrittweisen Drehbewegung resultiert, eine Linearbewegung in der ersten Richtung, eine Axialbewegung in der entgegengesetzten Richtung, eine Linearbewegung in der entgegengesetzten Richtung und eine ümdrehungsbewegung in der entgegengesetzten Drehrichtung, wobei diese Bewegungen nacheinander begonnen werden.