DE4111885A1

DE4111885A1 - Handhabungsvorrichtung, die aus modulbaugruppen gebildet ist

Info

Publication number: DE4111885A1
Application number: DE4111885A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Ing Niederstadt; Michael Dipl Ing Janzer
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1992-10-15
Anticipated expiration: 2011-04-10
Also published as: GB9207789D0; ITMI920862A1; GB2256409A; IT1258295B; DE4111885C2; FR2675068A1; ITMI920862A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung, die aus Modulbaugruppen gebildet ist, mit einer Ständeranordnung und mit von Ständern getragenen Linearachsen, die mit pneumatischen bzw. servopneumatischen, elektrischen Gleichstrom- oder Wechselstromantrieben oder mit elektrischen Linearantrieben ausgestattet sind, wobei die vom jeweiligen Antrieb erzeugte Antriebskraft über ein Zugmittel auf einen Kraftabnehmerschlitten übertragbar und der Kraftabnehmerschlitten auf einem Profilstab zwischen zwei Endstellungen gesteuert bewegbar und festsetzbar ist.

Derartige Handhabungsvorrichtungen dienen in der Automatisierungstechnik beim Montieren, Ordnen, Führen, Verbinden u. dgl. den hierzu erforderlichen Bewegungsabläufen unter vorgegebenen Steuerungssignalen. Neben den erforderlichen Antriebs- und Steuerungsorganen besitzen große Bedeutung hohe Taktzeiten bei entsprechend hoher Genauigkeit der Bewegungsabläufe örtlich und zeitlich.

Es ist eine Vorrichtung für ein Montagesystem der Handhabungstechnik bekannt (EP-A1-03 07 645), bestehend aus einem Trägerelement und einer Schlitteneinheit. Das Trägerelement ist als Führungsbahn ausgebildet und als einstückige, durch mehrere im Abstand zueinander angerodnete, die Trägerlänge durchlaufende Böden und Seitenwände gebildete starre Zellenkonstruktion ausgeführt. Hierbei verläuft die Führung aus Führungsstangen zur Lagerung der Schlitteneinheit im Inneren eines Gehäuses. Diese Führung ist zwar von außen einstellbar, jedoch sollte das Augenmerk mehr auf eine ausreichend verdrehsichere und genaue Führung ohne besondere Einstellmittel gerichtet werden.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE 36 29 367) wird ein Profilstab verwendet mit an Schmal- und Längswänden ausgebildeten Längsnuten. An den Schmalwänden sind Laufschienen und an den Längswänden Stromschienen mit einer Isolierhaltung in den Längsnuten eingesetzt. An solchen Profilstäben sind Modulbaugruppen verfahrbar gelagert. Die Verwendung eines solchen Profilstabs ist jedoch auf die beschriebene Anordnung beschränkt.

Außerdem werden solche Vorrichtungen an den erreichbaren Taktzeiten in Abhängigkeit des betreffenden Verfahrgewichtes gemessen und an den Merkmalen einer Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Handhabungsobjekte.

Dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verwendung eines Profilstabs für ein- oder mehrarmige Handhabungsgeräte mit unterschiedlichen Antriebssystemen zu ermöglichen, d. h. alternative Ausführungsformen von Handhabungsgeräten zu ermöglichen.

Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs bezeichneten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Profilstab für den Kraftabnehmerschlitten einen Querschnitt aufweist, der einen äußeren Abschnitt mit einer außenliegenden Führungsschiene für den Kraftabnehmerschlitten und einen inneren Abschnitt besitzt, der zumindest einseitig über den äußeren Abschnitt hinausragt und nach innen eine einheitliche Anlagefläche bildet. Diese Lösung gestattet eine vielseitige Einsatzmöglichkeit eines Portalträgers. Außerdem ist eine Anpassung auf unterschiedliche Belastungen möglich. Ein derartig ausgestaltetes Handhabungsgerät kann nicht nur auf unterschiedliche Anforderungen leicht angepaßt werden, sondern erlaubt auch eine nachträgliche Änderung des Antriebskonzeptes. Der Profilstab ist gleichzeitig Kernpunkt des weiteren Aufbaus einer Handhabungsvorrichtung, die mit geringem Aufwand für kleinere Objekte und kleinere Arbeitsflächen auskommt und im voll ausgebauten Umfang auch für größere Objekte einer entsprechenden Objektzahl und größere Arbeitsflächen geeignet ist und außerdem entsprechend gewünschte kurze Taktzeiten durch niederes Verfahrgewicht erlaubt.

Der Ausbau für eine größere Anzahl handzuhabender Objekte erfolgt hierbei vorteilhafterweise dadurch, daß zwei solcher Profilstäbe jeweils mit ihren nach innen gewandten einheitlichen Anlageflächen aneinanderliegend miteinander verbindbar sind.

Eine solche leistungsmäßig erweiterte Vorrichtung wird nach weiteren Merkmalen dadurch erzielt, daß die beiden Profilstäbe mittels jeweils einer zumindest jeweils hinausragende Abschnitte umfassenden Klemmschiene verbunden sind.

Die für die Bewegungsabläufe notwendigen Befestigungsmittel werden sodann dadurch berücksichtigt, daß der Profilstab an der inneren einheitlichen Anlagefläche und an einer äußeren Fläche des äußeren Abschnitts des Querschnitts in Profilstab-Längsrichtung verlaufende beabstandete T-Nuten aufweist.

Das notwendige verminderte Verfahrgewicht und die trotzdem vorauszusetzende Verdreh- und Biegebeanspruchungsfähigkeit der Führung werden derart erreicht, daß der Profilstab aus einem gepreßten Hohlprofil besteht, in dessen Querschnitt Verbindungsstege und die T-Nuten mit einbezogen sind.

Für die Befestigung weiterer Mittel in z-Richtung wird vorgeschlagen, daß auch die Außenflächen des Kraftabnehmerschlittens in Profilstab- Längsrichtung mit T-Nuten versehen sind.

Hierbei ist vorteilhaft, daß in den T-Nuten des Kraftabnehmerschlittens ein Werkzeughalter für senkrecht zum Verlauf des Profilstabs angeordnete Greifwerkzeuge befestigbar ist.

Die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung wird außerdem dadurch erhöht, daß mehrere Kraftabnehmerschlitten an einem Profilstabpaar vorgesehen und an jeweils einen Antrieb angeschlossen sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ständeranordnung in Modulbauweise in perspektivischer Ansicht,

Fig. 1a als Alternative einen kolbenstangenlosen Arbeitszylinder mit Kraftabnehmerschlitten in perspektivischer Ansicht,

Fig. 1b als weitere Alternative einen elektrischen Antrieb mit umlaufendem Zahnriemen in perspektivischer Ansicht,

Fig. 1c die Verwendung eines elektrischen Antriebs mit feststehendem Zahnriemen und Umlenkrolle in perspektivischer Ansicht,

Fig. 1d die Verwendung einer Zahnstange mit elektrischem Antrieb in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine einzige Führung für den Kraftabnehmerschlitten in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 zwei miteinander verbundene Führungen für mehrere Kraftabnehmerschlitten in perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine einzelne Führung mit Kraftabnehmerschlitten,

Fig. 5 einen Querschnitt durch zwei aneinanderliegende Führungen mit jeweils aufgesetztem Kraftabnehmerschlitten und

Fig. 6 eine vollständige Ständeranordnung mit elektrischem Antrieb und Zahnriemen in perspektivischer Darstellung.

Die Handhabungsvorrichtung besteht aus Modulbaugruppen und weist zunächst eine Ständeranordnung mit Ständern 1 und 2, zwischen denen eine Linearachse 3 befestigt ist, auf. Die Linearachsen 3 können mit unterschiedlichen Antrieben 4 ausgestattet sein. Als Antriebe 4 kommen pneumatische und servopneumatische Arbeitszylinder (Fig. 1a), elektrische Antriebe, verbunden mit einem umlaufenden Zahnriemen 5 (Fig. 1b), elektrische Antriebe mit feststehenden Zahnriemen und Umlenkrollen 6 (Fig. 1c) und elektrische Antriebe mit einer Zahnstange 6a (Fig. 1d) zur Anwendung, wobei je nach Bedarf auch ein elektischer Schrittmotor als Linearantrieb eingesetzt werden kann.

Der Antrieb 4 ist auf einen Kraftabnehmerschlitten 7 aufgesetzt (Fig. 1d, 1c) oder greift in eine Antriebswelle einer Zahnriemenrolle 8 ein (Fig. 1b). Bei einem kolbenstangenlosen Arbeitszylinder (Fig. 1a) ist der Kraftabnehmerschlitten 7 mit einem Kolbenschlitten 9a verbunden.

Auf der Linearachse 3 sind für einen Antrieb in vertikaler Richtung (z-Richtung im kartesischen xyz-System) elekrische Schleppkabel 10 vorgesehen, die an einer Vertikalbefestigung 11 des Kraftabnehmerschlittens 7 angeschlossen sind und dort enden. Die Schleppkabel 10 sind in einer Führungsrinne 10a abgelegt. Die Linearachse 3 ist über Schildplatten 12 und 13 mit den Ständern 1 und 2 verbunden.

Die Linearachsen 3 besitzen ferner für den Kraftabnehmerschlitten 7 eine Führung 14, die aus zumindest einem Profilstab 15 besteht. Ein Querschnitt 16 bildet einen äußeren Abschnitt 17 mit einer jeweils außenliegenden oberen und unteren Führungsschiene 18, auf denen der Kraftabnehmerschlitten 7 geführt ist. Der Querschnitt 16 bildet außerdem einen inneren Abschnitt 19, der zumindest an der oberen Seite (Fig. 2) hinausragt, eine vorstehende Leiste 20 bildet und an der Innenseite eine einheitlich ebene Auflagefläche 21. Der Profilstab 15 ist durch die vorstehende Leiste 20 besonders verdrehsteif. Außerdem belegt der Kraftabnehmerschlitten 7 keinen besonderen Raum, so daß die Führung 14 insgesamt sehr kompakt ausfällt.

In Fig. 3 sind zwei solcher Profilstäbe 15 jeweils mit ihren nach innen einheitlich ebenen Anlageflächen 21 aneinanderliegend miteinander verbunden. Diese beiden Profilstäbe sind mittels einer zumindest jeweils inneren vorstehenden Leiste 20 umfassenden Klemmschiene 22 lösbar miteinander verbunden. Der Kraftabnehmerschlitten 7 umgreift mit einer Außenführung 23 die oberer Führungsschiene 18, während an der unteren Führungsschiene 18 (Fig. 4) innere und äußere drehgelagerte Rollen 24 und 25 anliegen.

Der Profilstab 15 ist sowohl an der inneren einheitlich ebenen Anlagefläche 21 als auch an einer äußeren Flächen 26 des äußeren Abschnitts 17 des Querschnitts 16 mit in Profilstablängsrichtung 27 verlaufenden, in Abständen angeordneten T-Nuten 28 versehen, um Werkzeuge, Werkzeughalter, Meßwerkzeuge, Anschläge u. dgl. zu befestigen. Der Profilstab 15 besteht außerdem zwecks Gewichtsersparnis aus einem stranggepreßten Hohlprofil 29. Hierbei bildet der Querschnitt 16 Verbindungsstege 30 und die T-Nuten 28 sind hierbei ebenfalls mit einbezogen (Fig. 4).

Auch die Außenflächen 31 des Kraftabnehmerschlittens 7 sind in Profilstablängsrichtung 27 mit T-Nuten 32 versehen.

Die Handhabungsvorrichtung gemäß Fig. 6 ist mit einem elektrischen Antrieb 33, dem Zahnriemen 5 und zugehörigen Umlenkrollengehäusen 34 und 35 ausgestattet. Die Ständer 1 und 2 sind über zwei (in Fig. 5 gezeigte) Profilstäbe 15 miteinander verbunden. In der Führungsrinne 10a werden die Schleppkabel 10 geführt, die an den Vertikalbefestigungen 11 enden bzw. an den entsprechenden Antrieb für ein Greifwerkzeug 36 geführt sind. In den T-Nuten 32 des Kraftabnehmerschlittens 7 ist ein Werkzeughalter 37 für das Greifwerkzeug 36 befestigt.

Wie in Fig. 6 außerdem gezeigt ist, ermöglichen die Profilstäbe 15 eine doppelseitige Anordnung von Kraftabnehmerschlitten 7, wie schon in Fig. 5 sichtbar ist.

Claims

1. Handhabungsvorrichtung, die aus Modulbaugruppen gebildet ist, mit einer Ständeranordnung und mit von Ständern getragenen Linearachsen, die mit pneumatischen bzw. servopneumatischen, elektrischen Gleichstrom- oder Wechselstromantrieben oder mit elektrischen Linearantrieben ausgestattet sind, wobei die vom Antrieb erzeugte Antriebskraft jeweils über ein Zugmittel auf einen Kraftabnehmerschlitten übertragbar und der Kraftabnehmerschlitten auf einem Profilstab zwischen zwei Endstellungen gesteuert bewegbar und festsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (14) für den Kraftabnehmerschlitten (7) einen Querschnitt (16) aufweist, der einen äußeren Abschnitt (17) mit einer außenliegenden Führungsschiene (18) für den Kraftabnehmerschlitten (7) und einen inneren Abschnitt (19) besitzt, der zumindest einseitig über den äußeren Abschnitt (17 hinausragt und nach innen eine einheitliche Anlagefläche (21) bildet.

2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei solcher Profilstäbe (15) jeweils mit ihren nach innen gewandten einheitlichen Anlageflächen (21) aneinanderliegend miteinander verbindbar sind.

3. Handhabungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Profilstäbe (15) mittels jeweils einer zumindest jeweils hinausragende Abschnitt (19) umfassenden Klemmschiene (22) verbunden sind.

4. Handhabungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (15) an der inneren einheitlichen Anlagefläche (21) und an einer äußeren Fläche (26) des äußeren Abschnitts (17) des Querschnitts (16) in Profilstab-Längsrichtung (27) verlaufende, beabstandete T-Nuten (28) aufweist.

5. Handhabungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (15) aus einem gepreßten Hohlprofil (29) besteht, in dessen Querschnitt (16) Verbindungsstege (30) und die T-Nuten (28) mit einbezogen sind.

6. Handhabungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Außenflächen (31) des Kraftabnehmerschlittens (7) in Profilstab-Längsrichtung (27) mit T-Nuten (32) versehen sind.

7. Handhabungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den T-Nuten (32) des Kraftabnehmerschlittens (7) ein Werkzeughalter (37) für senkrecht zum Verlauf des Profilstabs (15) angeordnete Greifwerkzeuge (36) befestigbar ist.

8. Handhabungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kraftabnehmerschlitten (7) an einem Profilstabpaar (15; 15) vorgesehen und an jeweils einen Antrieb (4) angeschlossen sind.