DE4223309A1 - Transportvorrichtung, enthaltend vertikal und horizontal bewegbare Hebearme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Sie dient zum Aufnehmen, Transportieren und Abgeben von Gegenständen, insbesondere von Bauteilen, wie sie beispielsweise in der Elektronik­ industrie verwendet werden.

Es sind bereits Transportvorrichtungen bekannt, die dazu dienen, Gegenstände, Bauteile, insbesondere für elektronische Zwecke, von einem bestimmten zu Punkt/entnehmen und entweder über eine Zwischenzentrierung oder direkt zur Endablage transportieren. In der Endablage werden die Gegenstände dann entsprechend positioniert, wobei auch eine Auflagekraft ausgeübt werden kann. Bei den bekannten Systemen bewegen sich die bewegbaren Arme zwischen zwei Endanschlägen, die die Ausgangs- und Endposition festlegen. Diese Systeme haben den Nachteil, daß für den Rückweg der bewegbaren Arme ein Leerhub erforderlich ist. Außerdem sind die Systeme schwierig in genauer Lage zu positionieren und relativ aufwendig herzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Transportvorrichtung zu schaffen, die einfach herstellbar ist, bei der keine Leerhübe erforderlich sind und die dabei sehr genau positionbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Transportvorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruches. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Dadurch, daß die bewegbaren Arme als Rotationsarme ausgebildet sind, die um eine zentrale vertikale Schwenkachse um 360° und mehr schwenkbar sind, ist es möglich, mehr als einen Rotationsarm vorzu­ sehen, wobei die Rotationsarme so kombiniert werden können, daß zumindest einer der Rotationsarme jeweils eine Aufnahmeoperation durchführt, während ein weiterer Rotationsarm eine entsprechende Abgabeoperation durchführt. Auf diese Weise ist ein kontinuierliches Arbeiten der Transportvorrichtung möglich, die Notwendigkeit eines Leerhubs für die Rückführung eines leeren Arms zur Neuaufnahme entfällt. Da die Rückführung des Arms nach der Abgabe des Gegenstands in der gleichen Umfangsrichtung erfolgt wie die Führung des Arms mit dem aufgenommenen Gegenstand, fallen die beiden Transportzyklen für Hin- und Rücktransport zeitlich zusammen. Durch das Vorsehen von mehr als zwei Armen kann darüber hinaus auch die Transportzeit noch verkürzt werden, da der Transportweg bei einer Anzahl a von Rotationsarmen nur noch den entsprechenden Winkelbruchteil in Umfangsrichtung benötigt, der dem Abstand der Rotationsarme entspricht.

Die Rotationsarme sind bevorzugt an einem Schwenkgehäuse so befestigt, daß sie demontierbar sind. Werden entsprechend genügend Befestigungs­ möglichkeiten für die Schwenkarme am Rotationsgehäuse vorgesehen, so können innerhalb des zur Verfügung stehenden Raumes beliebig viele Schwenkarme am Rotationsgehäuse befestigt werden, wodurch die Transportleistung der Transportvorrichtung erheblich gesteigert werden kann.

Die Zahl der Rotationsarme a kann im allgemeinen eins bis zwölf betragen. Bevorzugt werden aus den diskutierten Gründen zwei bis sechs Rotationsarme verwendet.

Die Rotationsarme werden in Winkelstellungen von 360°/n zueinander an dem Schwenkgehäuse befestigt, wobei n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 12 sein kann. In Übereinstimmung mit den obigen Ausführungen über die Anzahl der Rotationsarme kann n bevorzugt im Bereich ganzer Zahl zwischen 2 und 6 liegen.

Die Aufrechterhaltung des erwünschten Vakuums innerhalb der Transport­ vorrichtung geschieht auf folgende Weise:

Die Schwenkachse weist Achskanäle auf, deren Anzahl der Zahl der möglichen Rotationsarme entspricht, wobei jeder der Achskanäle in Verbindung steht mit jeweils einem zugeordneten Ringraum im oberen Teil der Schwenkachse, wobei die Ringräume umgeben bzw. nach außen begrenzt sind von einem Rotationskopfgehäuse des oberen Schwenkgehäuses, in das Verbindungsarme für die jeweiligen Vakuumleitungen zu den Rotationsarmen einsetzbar sind. Da das Rotationskopfgehäuse gegenüber den einzelnen Ringräumen abgedichtet ist, kann auch während der Drehbewegung des Schwenkgehäuses um die Schwenkachse das Vakuum aufrechterhalten werden.

Das obere Schwenkgehäuse mit den Rotationsarmen ist in Z-Richtung durch geeignete Vorrichtungen anhebbar, es ist in angehobenem Zustand um die vertikale Schwenkachse drehbar. Im abgesenkten Zustand wird es durch Arretierungen festgelegt. Diese Arretierungen bestehen vorzugsweise aus zwei Kugelkränzen, wobei beide Kugelkränze die gleiche Anzahl von seitlich sich berührenden Kugeln aufweisen. Wird das Schwenkgehäuse abgesenkt, so daß die beiden Kugelkränze ineinandergreifen, so werden diese in einer Stellung gegeneinander arretiert, die einem seitlichen Versatz um einen halben Kugeldurchmesser entsprechen. Da die Kugeln der Kugelkränze aus gehärtetem Material sehr genau geschliffen werden können, läßt sich mit einer größeren Anzahl von Kugeln eine hohe Zentriergenauigkeit des Schwenkgehäuses mit den daran befestigten Schwenkarmen erzielen. Durch das Ineinandergreifen der Kugeln erfolgt die Zentrierung mit der Absenkbewegung des Schwenkgehäuses automatisch und spiel frei.

Die vorgesehene Auflagekraft, mit der das Bauteil in der Ablageposition aufgelegt und angepreßt werden kann, läßt sich nach der Absenkung des Schwenkgehäuses mit einem entsprechenden Druckzylinder, der auf einen Hebel am Ende des Rotationsarmes einwirkt, auf den transportierten und abgelegten Gegenstand aufbringen.

Die Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die Figuren beispielhaft näher erläutert. In den Figuren zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Transportvorrichtung im Schnitt;

Fig. 2 die Möglichkeit der Anordnung mehrerer Rotationsarme mit a = 1, 2, 3, 4 und 6;

Fig. 3 eine Ansicht des Schwenkgehäuses mit einem angesetzten Rotationsarm von oben;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Rotationsarmes mit seiner Befestigung am Schwenkgehäuse;

Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel der Transportvorrichtung mit zwei Rotationsarmen für den Transport von zwei im Winkel von 180° gelegenen Stationen; und

Fig. 6 einen entsprechenden Transport zwischen zwei Stationen im Winkel von 90°.

Die in Fig. 1 gezeigte Transportvorrichtung 10 weist einen an der rechten Seite ausgezeichneten Rotationsarm 12 auf. Ein gegenüberliegender zweiter Rotationsarm ist lediglich mit seiner Aufhängung angedeutet. Die Rotationsarme sind an einem Schwenkgehäuse 20 befestigt, das von zylindrischer Gestalt ist. Das Schwenkgehäuse 20 ist auf eine vertikale Drehachse 48 auf gesetzt, die von einem Schrittmotor 40 über einen Antrieb 42 in Rotationsbewegung versetzt wird. Die gesamte Drehachse 48 ist mit ihrer Lagerung auf einer Basisplatte 46 befestigt. Die Drehbewegung des Schrittmotors 40 kann in geeigneter Weise durch eine nicht dargestellte Steuerung entsprechend den gewünschten Geschwindigkeiten, Standzeiten und Standzeitabständen gesteuert werden.

Auf das obere Ende der Drehachse 48 ist das Schwenkgehäuse 20 auf gesetzt, das mit der Drehachse 48 um die starre Achse 14 rotiert. Die starre Achse 14 enthält Achskanäle 16 in einer Anzahl, die der Anzahl der anzubringenden Rotationsarme 12 entspricht. Diese Achskanäle 16 dienen der Vakuumführung von der Vakuumpumpe (nicht gezeigt) zu den Rotationsarmen 12, die über Ringkammern 18, Verbindungsarme 24 und Vakuumleitungen 26 zu den Vakuumsaugnäpfen 50 erfolgen. Dabei greifen die Verbindungsarme 24 so in die durch Simmerringe 52 abgedichteten Ringkammern 18 ein, daß in jeder Rotationsstellung des Schwenkgehäuses 20 eine einwandfreie Vakuumführung zu den Rotationsarmen 12 hin gewährleistet ist. Die Achskanäle 16 stehen in Verbindung mit jeweils einem zugeordneten Ringraum 18 um den oberen Teil der Achse 14, wobei die Ringräume 18 umgeben sind von einem Rotationskopfgehäuse 22 des oberen Schwenkgehäuses 20, in das Verbindungsarme 24 für die jeweiligen Vakuumleitungen 26 der Rotationsarme 12 einfügbar sind.

Das Schwenkgehäuse 20 ist durch einen Hebemechanismus 54 in Z-Richtung, d. h. nach oben, anhebbar, wobei der Hub etwa bis zu 20 mm betragen kann. In angehobenem Zustand ist das Schwenkgehäuse 20 mit seiner Drehachse 48 frei um die starre vertikale Schwenkachse 14 um beliebige Winkelgrade, d. h. also auch um mehr als 360°, verschwenkbar. Auf diese Weise ist keine Rückbewegung aller schwenkenden Teile erforderlich, vielmehr kann eine einmal gewählte Umfangsrichtung der Schwenkbewegung immer beibehalten werden. In abgesenktem Zustand wird das Schwenkgehäuse 20 durch eine Arretierung 28 festgelegt, die aus zwei Kugelkränzen 30, 32 bestehen, die in abgesenktem Zustand mit ihren Kugeln 34 ineinandergreifen. Aufgrund der kugelförmigen Geometrie stellen sich dabei die beiden Kugelkränze 30, 32 so ein, daß beide Kränze um einen halben Kugeldurchmesser gegeneinander versetzt sind. Diese Arretierung ist im Rahmen des durch den gesteuerten Schrittmotor vorgegebenen Winkels äußerst genau, da die Kugelform der Kugeln 34 äußerst genau reproduzierbar ist.

Innerhalb der jeweiligen Rotationsarme 12 verlaufen die Vakuumleitungen 26 bis zu den Vakuumsaugnäpfen 50 am unteren äußeren Ende der Rotationsarme 12. Die Vakuumsaugnäpfe 50 bestehen im allgemeinen aus zylinderförmigen Buchsen, sie können aber in ihrer äußeren Gestaltung auch der Form der zu transportierenden Gegenstände angepaßt sein.

Der Anpreßdruck, der mit den Rotationsarmen 12 auf den zu transportierenden und zu befestigenden Gegenstand ausgeübt werden kann, wird vermittels eines Druckzylinders 56 auf ein Hebelsystem 58 übertragen, der mit der oberen Lagerung 60 des Vakuumsaugnapfes 50 in Verbindung steht. Durch Verschieben des Lagerpunktes 62 des Hebelsystems 58 läßt sich der Anpreßdruck variieren.

Claims (9)

1. Transportvorrichtung, enthaltend vertikal und horizontal bewegbare Hebearme mit Vakuumsaugvorrichtungen zum Aufnehmen, Transportieren und Abgeben von Gegenständen, wie z. B. Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren Hebearme als Rotationsarme (12) ausgebildet sind, die um eine zentrale vertikale Achse (14) um 360° und mehr schwenkbar sind.

2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsarme (12) an einem Schwenkgehäuse (20) demontierbar befestigt sind.

3. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Rotationsarme (12) a = 1 bis 12 beträgt.

4. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Rotationsarme a = 2 bis 6 beträgt.

5. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsarme (12) in Winkelstellungen von 360°/n zueinander am Schwenkgehäuse (20) befestigbar sind, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist.

6. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß n eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist.

7. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (14) Achskanäle (16) zur Vakuumführung aufweist, deren Anzahl der Zahl der möglichen Anzahl der Rotationsarme (12) entspricht, wobei jeweils einer der Achskanäle (16) in Verbindung steht mit jeweils einem zuge­ ordneten Ringraum (18) um den oberen Teil der Achse (14), wobei die Ringräume (18) umgeben sind von einem Rotationskopfgehäuse (22) des oberen Schwenkgehäuses (20), in das Verbindungsarme (24) für die jeweiligen Vakuumleitungen (26) der Rotationsarme (12) einfügbar sind.

8. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Schwenkgehäuse (20) in Z-Richtung anhebbar ist, in angehobenem Zustand um die vertikale Achse (14) schwenkbar ist und im abgesenkten Zustand durch Arretierungen (28) festgelegt wird.

9. Transportvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung (28) durch zwei übereinander­ liegende Kugelkränze (30, 32) gebildet wird, die gleiche Anzahl von Kugeln (34) aufweisen, wobei die beiden Kugelkränze (30, 32) in Umfangsrichtung um einen halben Kugeldurchmesser gegeneinander versetzt sind.