DE3636514C2

DE3636514C2 -

Info

Publication number: DE3636514C2
Application number: DE19863636514
Authority: DE
Inventors: Gernot Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Fischer; Rolf 7518 Bretten De Blum
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1990-03-29
Also published as: DE3636514A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubvorrichtung mit einem mehrachsigen Handhabungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der automatisierten Ausführung von Verschraubungen werden gegenwärtig Schrauber verwendet, bei denen eine Antriebseinheit, ein Untersetzungsgetriebe, eine Spindel führung und ein Schlüsselkopf zu einer Baueinheit zusam mengefaßt sind, die an dem positionierten Endstück des Arms des Handhabungsgeräts befestigt ist. Hierzu wird beispielsweise auf den Zeitschriftenartikel in "Maschinen markt", Bd. 89 (1983), S. 47 verwiesen.

Damit haben die bekannten Schraubvorrichtungen eine Reihe von Nachteilen:

Die von den einzelnen Elementen des Schraubers gebildete Einheit hat ein vergleichsweise großes Gewicht, so daß beispielsweise bei kleinen Industrierobotern die Verfahr geschwindigkeit deutlich herabgesetzt wird.

Die Baulänge der Einheit ist so groß, daß ihr Einsatz an kleinen Industrierobotern problematisch ist, da die noch verfügbare "Arbeitshöhe" drastisch verringert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubvor richtung anzugeben, die auch mit kleinen Handhabungsgerä ten und insbesondere kleinen Industrierobotern verwendbar ist, ohne daß die Verfahrgeschwindigkeit, die Positionier genauigkeit und die Beweglichkeit verringert wird.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch gekennzeichnet.

Überraschenderweise gelingt eine Lösung der gestellten Aufgabe dadurch, daß weiterhin ein Schrauber verwendet wird, der eine Antriebseinheit, ein Untersetzungsgetriebe, eine Spindelführung und einen Schlüsselkopf aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung sind diese Ele mente jedoch nicht zu einer einzigen Baueinheit zusammen gefaßt, vielmehr besteht der Schrauber aus zwei Einheiten, nämlich der eigentlichen Antriebseinheit und einer "Ab triebseinheit", zu der das Untersetzungsgetriebe, die Spindelführung und der Schlüsselkopf zusammengefaßt sind. Von diesen Einheiten ist lediglich die Abtriebseinheit an dem positionierten Endstück des Handhabungsgeräts befe stigt, während die Antriebseinheit davon beabstandet an einem Armteil "vor der letzten Achse" angeordnet ist. Die Achsen vor der letzten Achse sind nämlich stärker ausge bildet, so daß sich kaum eine Beeinträchtigung der Ver fahrgeschwindigkeit auch bei kleinen Systemen ergibt.

Die Leistungsübertragung von der Antriebseinheit auf die Abtriebseinheit erfolgt mittels einer biegsamen Welle, die die Abtriebswelle der Antriebseinheit mit der Antriebswel le des Untersetzungsgetriebes verbindet.

Die erfindungsgemäße Schraubvorrichtung hat damit gegen über bekannten Schraubvorrichtungen eine Reihe von Vortei len:

Das handzuhabende Gewicht an der "letzten Achse" des Hand habungsgeräts wird um ca. 30-50% gegenüber den bekannten Schraubvorrichtungen herabgesetzt. Auch die Baulänge der an der "letzten Achse" zu befestigenden Einheit wird in der gleichen Größenordnung wie das Gewicht herabgesetzt.

Damit können Verschraubungen mit hohen Verfahrgeschwindig keiten auch mit kleinen Industrierobotern, d.h. mit gerin geren Investitionskosten, durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Schraubvorrichtung hat aber auch gegenüber der "scheinbar weitergehenden Lösung" - auch das Untersetzungsgetriebe nicht mehr an der letzten Achse anzubringen und das Drehmoment von der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes auf die Spindelführung mittels einer biegsamen Welle zu übertragen - Vorteile. Eine derartige Lösung ist für Geräte anderer Gattung beispiels weise in der DD-PS 2 25 383 beschrieben oder durch die DE- PS 32 44 019, Sp.15, Zeile 1 bis 10 nahegelegt:

Die bei einer derartigen Ausbildung zur Übertragung großer Momente erforderliche "biegsame" Welle mit großem Durch messer ist so wenig flexibel, daß die Behinderung des Positioniervorgangs und insbesondere die Verringerung der Wiederholgenauigkeit gerade eines kleinen Hand habungsgeräts durch die "biegsame Welle" - wie erfindungs gemäß erkannt worden ist - den Gewichtsvorteil durch die Verlagerung des Untersetzungsgetriebes weit überwiegt.

Die erfindungsgemäße "Aufspaltung" des Schraubers ist selbstverständlich bei beliebigen Handhabungsgeräten von Vorteil, von besonderem Vorteil ist sie jedoch bei (6 achsigen) kleinen Industrierobotern, da bei diesen die "letzte Achse" häufig nur wenig Gewicht ohne Reduzierung der Verfahrgeschwindigkeit tragen kann.

Die erfindungsgemäße Verlagerung der Antriebseinheit "weg von der letzten Achse" erhöht auch den Freiheitsgrad bei der Wahl der Antriebseinheit: so sind u.a. Elektromotore oder Druckluftmotore einsetzbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben, deren einzige Figur schematisch eine erfindungsge mäße Schraubvorrichtung zeigt.

Die erfindungsgemäße Schraubvorrichtung weist ein nur schematisch dargestelltes Handhabungsgerät 1 mit mehreren Bewegungsachsen 2, 3, 4 . . ., die die freie Positionierung eines aus mehreren Teilen 51, 52, . . . bestehenden Arms 5 erlauben. Am Endstück (Roboterhand) 51 des Arms 5 ist - wie die Figur schematisiert zeigt - ein Untersetzungsgetriebe 6, eine Spindelführung 7 und ein Schlüsselkopf 8 ange bracht, die in an sich bekannter Weise zur Aufnahme und zum Aus- bzw. Eindrehen von Schrauben ausgebildet sind. Die Antriebswelle 9 des Untersetzungsgetriebes 6 ist über eine biegsame Welle 10 mit der Abtriebswelle 121 eines Motors 12 verbunden. Der Motor 12 ist an dem "vorletzten Armteil" 52 des Arms 5 befestigt.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß das vom letzten Armteil 51 zu tragende Gewicht deutlich gegenüber bekann ten Schraubvorrichtungen herabgesetzt ist, so daß die Verfahrgeschwindigkeit nicht beeinträchtigt wird. Anderer seits genügt eine vergleichsweise "dünne" biegsame Welle, um die Leistung vom Motor auf das Untersetzungsgetriebe zu übertragen, da das "Moment" erst im Untersetzungsgetriebe aufgebracht wird.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines schematischen Ausführungsbeispieles ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens - die Antriebseinheit von der "letzten Achse" weg zu verlagern - beschrieben worden. Selbstver ständlich sind gegenüber der Zeichnung die verschiedensten Modifikationen möglich:

So können beliebige mehrachsige Handhabungsgeräte, bei spielsweise Industrieroboter verwendet werden. Die Ausfüh rung der Antriebseinheit ist beliebig, beispielsweise können Elektromotore oder Druckluftmotore eingesetzt wer den. Auch kann die Antriebseinheit nicht nur an dem Arm teil 52, sondern auch an einem anderen Armteil, beispiels weise dem Armteil 53 befestigt werden. In jedem Falle hat diese Lösung den Vorteil, daß auch bei Verwendung einer "kurzen" biegsamen Welle der Bewegungsbereich des Indu strieroboters nicht eingeschränkt wird.

Claims

Schraubvorrichtung mit einem mehrachsigen Handhabungs gerät (1), das den Schlüsselkopf (8) eines Schraubers positioniert, der aus einer sich mit hoher Drehzahl dre henden Antriebseinheit (12), einem Untersetzungsgetriebe (6), einer Spindelführung (7) und dem Schlüsselkopf zur Aufnahme und Führung einer Schraube besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- - die Antriebseinheit (12) und das Untersetzungsgetriebe (6) sind über eine biegsame Welle (10) verbunden,
- - an dem positionierten Endstück (51) des aus mehreren Teilen bestehenden Arms (5) des Handhabungsgeräts (1) sind lediglich das Untersetzungsgetriebe (6), die Spindelfüh rung (7) und der Schlüsselkopf (8) befestigt,
- - die Antriebseinheit (12) ist an einem anderen Armteil (52, 53) des Handhabungsgeräts beabstandet angeordnet.