DE3926670A1 - Handhabungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung, insbesonde­ re zum Bestücken, Entladen und Transportieren von Werkstücken.

Eine derartige Handhabungseinrichtung, deren Greifelement in zwei zueinander senkrechten Richtungen verstellbar ist, ist aus der DE-A-32 15 700 bekannt. Die das Greifelement tragende Transportstange ist dabei längsbeweglich in einem dazu verti­ kal verfahrbaren Schlitten gelagert. Der Antrieb des Schlittens erfolgt über einen ortsfesten Antriebsmotor und einen zugeordneten Riementrieb. Demgegenüber sind der für den Antrieb der Transportstange erforderliche Antriebsmotor und der zugeordnete Riementrieb auf dem Schlitten angeordnet, d.h. die Masse des zu bewegenden Schlittens wird durch die Masse von Antriebsmotor und Riementrieb vergrößert.

Bei programmierbaren Handhabungseinrichtungen, insbesondere für das schnelle Handhaben kleiner bzw. leichter Werkstücke, sind kinematische Anordnungen erwünscht, bei denen die leichten Gelenkarme oder Schlitten- bzw. Führungsteile möglichst wenig von den Massen und Gewichten der zugehörigen Antriebsaggregate selbst belastet werden. Bei mehrachsigen Systemen hat man des­ halb stets versucht, die Antriebe so anzuordnen, daß sie mög­ lichst wenig bewegt werden müssen. So sind beispielsweise bei kleinen fünfachsigen Gelenkrobotern alle Antriebe sehr nahe an der Hauptdrehachse angeordnet, so daß sie nur kleine Wege aus­ führen müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsein­ richtung zu schaffen, bei welcher die Massen der zu bewegenden Teile nicht durch die Massen der erforderlichen Antriebsmotoren vergrößert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale.

Mit der erfindungsgemäßen Handhabungseinrichtung ist es möglich, nicht nur den Schlitten sondern auch das Transport­ element über einen ortsfesten Antriebsmotor und ein zugeord­ netes Zugmittel anzutreiben. Diese von der Stellung des Schlit­ tens unabhängige Verstellung des Transportelements wird durch eine spezielle Differential-Anordnung des zugeordneten Zugmit­ tels ermöglicht, die vier auf dem Schlitten befestigte Umlenk­ organe und zwei im Abstand zueinander auf dem Transportelement befestigte Umlenkelemente umfaßt. Das erfindungsgemäße Prinzip ist insbesondere für den Leichtbau von programmierbaren Handha­ bungsgeräten geeignet, sofern an die Genauigkeit der Verstel­ lung keine zu hohen Anforderungen gestellt werden.

Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung läßt sich auch leicht von einem zweichachsigen System zu einem dreiachsigen System erweitern. Hierzu ist ein zusätzlicher Schlitten er­ forderlich, der ebenfalls über einen ortsfesten Antriebsmotor und ein zugeordnetes Zugmittel angetrieben wird. Die Relativ­ bewegungen zwischen diesem zusätzlichen Schlitten und den beiden anderen ortsfesten Antriebsmotoren werden dadurch er­ möglicht, daß deren Antriebselemente längsbeweglich auf den zugeordneten Antriebswellen gelagert sind. Diese Antriebswel­ len sind dabei vorzugsweise als Profilwellen ausgebildet.

Als Zugmittel werden bei der erfindungsgemäßen Handhabungs­ einrichtung vorzugsweise Zahnriemen verwendet. Es können jedoch auch andere Zugmittel wie Ketten, Seile und dergleichen ver­ wendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine zweiachsige Handhabungseinrichtung mit orts­ festen Antriebsmotoren in stark vereinfachter sche­ matischer Darstellung und

Fig. 2 eine dreiachsige Handhabungseinrichtung mit orts­ festen Antriebsmotoren in stark vereinfachter sche­ matischer Darstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte zweiachsige Handhabungseinrichtung weist ein stangenförmiges Transportelement T auf, welches ein lediglich schematisch aufgezeigtes Greifelement G trägt und auf einem Schlitten Sy in der vertikalen z-Richtung längsbeweglich gelagert ist. Der Schlitten Sy ist seinerseits auf einem Aus­ leger A in der horizontalen y-Richtung verfahrbar angeordnet.

Der Antrieb des Transportelements T erfolgt über einen orts­ festen Antriebsmotor Az, welcher ein auf dem Ausleger A drehbar gelagertes Antriebselement Aez antreibt. Das weiterhin für den Antrieb des Transportelements T vorgesehene Zugmittel Zz ist von einem ersten Fixpunkt F1 am äußeren Ende des Auslegers A über ein erstes am Schlitten Sy befestigtes Umlenkorgan Uo1, ein erstes am Transportelement T befestigtes Umlenkelement Ue1, ein zweites am Schlitten Sy befestigtes Umlenkorgan Uo2, das Antriebselement Aez, ein drittes am Schlitten Sy befestigtes Umlenkorgan Uo3, ein im Abstand zum ersten Umlenkelement Ue1 am Transportelement T befestigtes zweites Umlenkelement Ue2 und ein viertes am Schlitten Sy befestigtes Umlenkorgan Uo4 zu einem zweiten Fixpunkt F2 am äußeren Ende des Auslegers A geführt. Es ist zu erkennen, daß durch die Umlenkorgane Uo1 bis Uo4 eine sich in z-Richtung erstreckende obere Schlaufe und eine sich ebenfalls in z-Richtung erstreckende untere Schlaufe des Zugmittels Zz gebildet werden, wobei durch Betätigung des Antriebsmotors Az die obere Schlaufe bei gleichzeitiger Ver­ längerung der unteren Schlaufe verkürzt wird, bzw. die obere Schlaufe bei gleichzeitiger Verkürzung der unteren Schlaufe verlängert wird. Diese Änderungen der beiden Schlaufen werden über die Umlenkelemente Ue1 und Ue2 unmittelbar als Verstellung in z-Richtung auf das Transportelement T übertragen. Es ist auch deutlich zu erkennen, daß eine Verstellung des Transport­ elements T in z-Richtung von einer Verstellung des Schlittens Sy in y-Richtung nicht beeinflußt wird, da ein Verfahren des Schlittens Sy die Länge der vorstehend erwähnten Schlaufen nicht verändert.

Der Antrieb des Schlittes Sy erfolgt über einen ortsfesten Antriebsmotor Ay, welcher ein auf dem Ausleger A drehbar ge­ lagertes Antriebselement Aey antreibt. Das weiterhin für den Antrieb des Schlittens Sy vorgesehene Zugmittel Zy erstreckt sich zwischen dem Antriebselement Aey und einer am äußeren Ende des Auslegers A drehbar gelagerten Umlenkrolle Uz, wobei das obere Trum des Zugmittels Zy fest mit dem Schlitten Sy verbunden ist.

Das anhand der Fig. 1 beschriebene System läßt sich gemäß Fig. 2 mit relativ geringem Aufwand zu einem dreichachsigen System er­ weitern. Hierzu ist der Ausleger A an einem Schlitten Sx ange­ bracht, der in der zur z-Richtung und zur y-Richtung senkrechten x-Richtung verfahrbar angeordnet ist. Der Antrieb des Schlittens Sx erfolgt über eine ortsfesten Antriebsmotor Ax, welcher ein Antriebselement Aex antreibt. Das weiterhin für den Antrieb des Schlittens Sx vorgesehene Zugmittel Zx erstreckt sich zwischen dem Antriebselement Aex und einer gegenüberliegenden Umlenkrolle Ux, wobei das gemäß Fig. 2 vor­ dere Trum des Zugmittels Zx fest mit dem Schlitten Sx verbunden ist.

Die Antriebswellen Awz und Awy der ortsfesten Antriebsmotoren Az und Ay sind beide als sich parallel in x-Richtung erstreckenden Profilwellen ausgebildet, auf welchen die zuge­ ordneten Antriebselemente Aez bzw. Aey längsbeweglich gelagert sind. Bei einer Verstellung des Schlittens Sx wird dann der Ausleger A mit den Antriebselementen Aez und Aey in y-Richtung auf den Antriebswellen Awz und Awy verschoben, wobei eine Verstellung des Transportelements T in z-Richtung und/oder in y-Richtung hierdurch nicht beeinträchtigt wird.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind sämtliche Zug­ mittel durch Zahnriemen gebildet, wobei auch die Umlenkorgane, Umlenkelemente und Umlenkrollen entsprechend ausgebildet sind.

Es können jedoch auch andere Triebe, wie z.B. Ketten- und Seiltriebe verwendet werden.

Claims (5)

1. Handhabungseinrichtung, insbesondere zum Bestücken, Entladen und Transportieren von Werkstücken, mit

• - einem ein Greifelement (G) oder ein Werkzeug tragenden Trans­ portelement (T), welches in einer ersten Richtung (Z) längsbeweglich in einem Schlitten (Sy) gelagert ist,
• - einem ersten ortsfesten Antriebsmotor (Az), welcher das Transportelement (T) über ein erstes Zugmittel (Zz) in der ersten Richtung (z) antreibt,
• - einem zweiten ortsfesten Antriebsmotor (Ay), welcher den Schlitten (Sy) über ein zweites Zugmittel (Zy) in einer zur ersten Richtung (z) senkrechten zweiten Richtung (y) antreibt, wobei
• - das erste Zugmittel (Zz) von einem ersten Fixpunkt (F1) über ein erstes am Schlitten (Sy) befestigtes Umlenkorgan (Uo1), ein erstes am Transportelement (T) befestigtes Um­ lenkelement (Ue1), ein zweites am Schlitten (Sy) befestig­ tes Umlenkorgan (Uo2), ein Antriebselement (Aez) des ersten Antriebsmotors (Az), ein drittes am Schlitten (Sy) befestig­ tes Umlenkorgan (Uo3), ein im Abstand zum ersten Umlenkele­ ment (Ue1) am Transportelement (T) befestigtes zweites Um­ lenkelement (Ue2) und ein viertes am Schlitten (Sy) befestig­ tes Umlenkorgan (Uo4) zu einem zweiten Fixpunkt (F2) geführt ist.

2. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (Sy) auf einem sich in der zweiten Richtung (y) erstreckenden Ausleger (A) geführt ist.

3. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Ausleger (A) an einem zweiten Schlitten (Sx) angebracht ist,
• - der zweite Schlitten (Sx) von einem dritten ortsfesten An­ triebsmotor (Ax) über ein drittes Zugmittel (Zx) in einer zur ersten Richtung (z) und zur zweiten Richtung (y) senk­ rechten dritten Richtung (x) antriebbar ist,
• - das Antriebselement (Aez) des ersten Antriebsmotors (Az) längsbeweglich auf dessen sich in der dritten Richtung (x) erstreckenden Antriebswelle (Awz) gelagert ist und daß
• - das Antriebselement (Aey) des zweiten Antriebsmotors (Ay) längsbeweglich auf dessen sich in der dritten Richtung (x) erstreckenden Antriebswelle (Awy) gelagert ist.

4. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (Awz, Awy) des ersten und zweiten An­ triebsmotors (Az, Ay) als Profilwellen ausgebildet sind.

5. Handhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugmittel (Zz, Zy, Zx) Zahnriemen verwendet sind.