DE3911286A1 - Schwenkeinrichtung, insbesondere fuer ein geraet zur -entnahme von gussteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkeinrichtung nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Eine solche Schwenkeinrichtung kann beispielsweise bei einem Roboter mit einem mehrgelenkigen Knickarm das Verbindungsglied zu einer Greifzange sein, die in einer Ebene senkrecht zur Knickarm-Ebene verdreh- bzw. schwenkbar sein soll. In einem solchen Fall kann es vorkommen, daß die Greifzange in ihrer Schwenkebene relativ hohen Drehmomenten ausgesetzt ist, die die Schwenkeinrichtung sicher aufnehmen können muß. Eine solche Verdrehsteifigkeit bzw. Sicherheit läßt sich bisher lediglich mit entweder äußerst kräftigen und damit groß und schwer bauen­ den Antrieben oder mit komplizierten indexierten Antriebs­ systemen realisieren. Dabei haben insbesondere kräftige und damit in der Regel hohes Gewicht aufweisende Antriebe den Nachteil, daß sie die Dynamik des Roboters insgesamt in unerwünscht starkem Maße einschränken.

Auch indexierte Antriebssysteme erhöhen die zu bewegenden Massen und erfordern darüber hinaus einen erheblichen kostspie­ ligen Überwachungsaufwand. Denn die einzelnen Überwachungs­ glieder sind jeweils in Programmketten zu schalten, was wiederum Steuerungs- und Wartungsaufwand bedeutet. Wegen ihres komplizierten Aufbaus sind indexierte Antriebssysteme in der Regel auch leicht störanfällig. Das gilt insbesondere in Fällen, in denen die Endlagen einer Schwenkeinrichtung arretierbar sein müssen.

Hier eine konstruktiv einfache, klein bauende und zumindest in einer Schwenkendlage eine sichere Arretierung gewährleistende Schwenkeinrichtung zu schaffen, ist Aufgabe der Erfindung.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 aufgebaute Schwenkeinrichtung.

Bei dieser Lösung ist auf mechanische Weise allein durch die einer Schwenklage zugeordnete Stellung des Antriebshebels eine selbsthemmende Arretierung in beiden Drehrichtungen auf ein­ fachste Weise möglich. Von dieser vorbestimmten Schwenkendstel­ lung ausgehend ist ein Verschwenken über mindestens 90° belie­ big wählbar, wobei allerdings nicht gleichfalls auch alle ande­ ren Schwenkstellungen in gleicher Weise selbsthemmend verrie­ gelbar sind. Eine übliche nicht selbsthemmende Arretierung ist selbstverständlich in all diesen anderen Schwenklagen möglich.

Der an dem Schwenkteil, das insbesondere eine Greifzange eines Entnahmeroboters für Gußteile sein kann, als Antriebskurbel an­ gelenkte Hebel, wird an seinem anderen Ende zweckmäßigerweise geradlinig geführt.

Die geradlinige Führung des betreffenden Hebelendes wird dabei recht vorteilhaft durch die Anlenkung jenes Hebelendes an ein kreuzkopfartig geführtes Führungsteil erreicht. Das Führungs­ teil kann verbunden sein mit dem Kolben eines hydraulisch oder pneumatisch antreibbaren Stellzylinders. Für die Kreuzkopffüh­ rung reicht es aus, daß das Führungsteil beispielsweise einsei­ tig in einer Schwalbenschwanzführung oder in einer ähnlichen Führung gleiten kann.

Einer der Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, daß wenigstens in einer Schwenkendlage auf einfachste Weise zwangsläufig eine selbsthemmende absolut sicher wirkende Arretierung ohne besonderen Energieaufwand und bei gleichzeitig kleiner Bauweise erzielbar ist. Ein Momentenverhältnis zwischen Schwenkantrieb und Momentaufnahme von 1 : 20 bis 1 : 100 ist auf diese Weise mühelos erreichbar. In der Arretierstellung wird das beispielsweise an der Greifzange angreifende, durch die Entnahmekräfte des Gußteiles bewirkte Drehmoment mechanisch durch den senkrecht auf seiner Führungsbahn stehenden Antriebs­ hebel aufgenommen. Der Antrieb selbst, z. B. der Antriebszylin­ der, braucht in dieser Lage keine Gegenkraft aufzubringen.

Ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Knickarm-Industrie­ roboters zur Entnahme von Gußteilen,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II durch die Schwenkein­ richtung der Roboters nach Fig. 1 bzw. Fig. 3 mit der sich daran anschließenden Greifzange in Ansicht,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Schwenkeinrichtung nach Linie III-III in Fig. 2 in der Entnahmestellung der Greifzange und

Fig. 4 den gleichen Schnitt wie Fig. 3, jedoch mit einer um 90° verschwenkten Greifzange in der Ablagestellung.

Der Industrieroboter nach Fig. 1 ist insbesondere für die Teil­ entsorgung von Druckgieß- und Spritzgießmaschinen bestimmt. Da­ bei werden die aus der Gießmaschine zu entnehmenden Gußstücke (3) mit der das freie Ende des Roboter-Knickarmhebelsystems bildenden Greifzange (1) ergriffen und in Richtung der A 2-Achse aus der Maschinenform gezogen. Die A 2-Achse verläuft parallel zu der Form-Öffnungsachse der - nicht gezeigten - Druckgußma­ schine.

In einer Schwenkeinrichtung (2) ist die Greifzange (1) um eine Achse A 1 um 90° schwenkbar. Wie Fig. 3 zeigt, kann beim Entfor­ men des Gußstückes (3) ein Moment in bezug zu der Schwenkachse (14) der Greifzange (1) auftreten, das durch die Differenz der auftretenden Resultierenden (F 1) aus der Auswerferkraft der Druckgußmaschine und der axialen Abzugskraft des in Richtung der Achse (A 2) (Fig. 1) bewegten Industrieroboters (15) einer­ seits und der Teilehaftungskraft (F 2) andererseits und dem He­ belarm zwischen dem Angriffspunkt (11) dieser Kräfte und der Schwenkachse (14) hervorgerufen wird.

In dem Gehäuse (4) der Schwenkeinrichtung (2) ist die mit einer Lagerwelle versehene Greifzange (1) in Lagern (5) um die Schwenk achse (14) drehbar gelagert. Der Abschnitt (6) der Lagerwelle der Greifzange (1) ist der Anlenkbereich für den Verschwenkan­ trieb. Dieser Verschwenkantrieb setzt sich zusammen aus einem Pneumatikzylinder (7) und aus einer angetriebenen Kolbenstange (8), an deren freiem Ende ein Führungsteil (9) einen Hebel (10) gelenkig lagert. Das Führungsteil (9) ist in der Art eines Kreuzkopfes ausgebildet und wird an einer Führungsbahn (13) ge­ führt. Der Hebel (10) ist an seinem vom Führungsteil (9) abge­ wandten Ende über einen Bolzen (11) an dem Greifzangen-Wellen­ abschnitt (6) angelenkt, der parallel zu der Schwenkachse (14) der Lagerwelle verläuft. Der Bolzen (11) überspannt dabei einen radial etwa in den Abschnitt (6) der Lagerwelle eingreifenden Schlitz (12). Das Führungsteil (9) gleitet auf einer Führungs­ bahn (13), wobei der Eingriff des Führungsteiles (9) in die Führungsbahn (13) schwalbenschwanzartig ist.

Bei der Stellung der Greifzange (1) in Fig. 3 befindet sich der Schwenkantrieb in einer selbsthemmend arretierten Endlage. Von dem aus der Gießmaschine herauszuziehenden Gußwerkstück (3) auf die Schwenkeinrichtung (2) ausgeübte Momente, die von der Ent­ formkräften herrühren können, werden in dieser Endstellung von dem sich senkrecht auf der Führungsbahn (13) abstützenden Hebel (10) aufgenommen, ohne daß hierfür eine Gegenkraft vom Pneuma­ tikzylinder (7) aufzubringen ist.

Wenn das Gußwerkstück (3) aus der Gießmaschine entnommen ist, wird es zur Ablage mit Hilfe der Schwenkeinrichtung um 90° ver­ dreht. Die Ablageposition zeigt die Fig. 4. Sie wird durch Ver­ schiebung der Kolbenstange (8) nach oben erreicht.

Die selbsthemmend verriegelte Greifposition der Greifzange (1) nach Fig. 3 sowie deren Ablageposition nach Fig. 4 werden je­ weils durch Endschalter eingestellt und überwacht.

Beim Entnehmen des Gußwerkstückes (3) aus der Gießmaschine kön­ nen die ein Moment auf die Schwenkeinrichtung ausübenden Kräfte F 1 und F 2, wie sie in Fig. 3 eingetragen sind, aufgenommen wer­ den. Bei dem Roboter mit der erfindungsgemäßen Schwenkeinrich­ tung sind die Kräfte F 1 und F 2 auf die Gießmaschinenachse M re­ duziert und üben lediglich das in der verriegelten Antriebs­ stellung von dem Hebel (10) leicht aufzunehmende Drehmoment um die durch Achse A 1 verlaufende Schwenkachse (14) aus.

Möglich ist es auch, zwei der gezeigten Schwenkeinrichtungen spiegelbildlich zu einer durch die Schwenkachse (16) - Fig. 1 - und senkrecht zu der Führungsebene (17) für den Schlitten (18) verlaufenden Ebene an den Industrieroboter (15) anzuordnen. Da­ mit kann man den flexiblen Anforderungen im Gießbetrieb gerecht werden.

Claims (5)

1. Schwenkeinrichtung, insbesondere für ein Gerät zur Ent­ nahme von Gußteilen, bei der das von einem Antrieb zu schwenken­ de Teil in einem Gehäuse um eine Schwenkachse (A 1) drehbar ge­ lagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen mit einem Ende an dem zu schwenkenden Teil (Greifzange 1) außerhalb der Schwenkachse (A 1) angelenkten Hebel (10) umfaßt, dessen zweites Ende auf einer Führungsbahn (13) verschiebbar ist, wo­ bei bei der Drehung des zu verschwenkenden Teiles (Greifzange (1)) der Hebel (10) mindestens eine Stellung erreicht, bei der der Hebel (10) zu einem Kreis, den seine Anlenkachse (B) bei der Verdrehung des zu verschwenkenden Teiles (Greifzange (1)) beschreibt, tangential verläuft und mit seinem zweiten Ende an einem Anschlag anliegt.

2. Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschlag Teil der Führungsbahn (13) ist und daß der Hebel (10) in der Anschlagsstellung senkrecht auf der Führungsbahn (13) steht.

3. Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führungsbahn (13) für das zweite Ende des Hebels (10) gerade ausgebildet ist.

4. Schwenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende des Hebels (10) kreuzkopf­ artig an das Führungsteil (9) einer an der Führungsbahn (13) geführten Kolbenstange (8) eines Stellzylinders (Pneumatik­ zylinders 7) angelenkt ist.

5. Schwenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Führungsteil (9) schwalbenschwanzartig an der Führungsbahn (13) geführt ist.