DE4310119C1

DE4310119C1 - Mobile transport system for automatic mfg. plant - uses transport platforms supported by air cushion bearings and displaced via linear drive motors

Info

Publication number: DE4310119C1
Application number: DE19934310119
Authority: DE
Inventors: Otto Hoermann; Gerd Schwarz; Siegfried Kiese; Siegfried Prinz
Original assignee: SCHWEISSTECHNISCHE LEHR und VE; Krauss Maffei AG
Current assignee: Siemens Linear Motor Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1993-03-27
Filing date: 1993-03-27
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2013-03-28

Abstract

The transport system uses transport platforms (1) provided in the underside with at least two linear motors (3) for displacement relative to an underlying steel plate (4) and at least one air cushion bearing (5). Each platform has a number of adjustable wheels (6) supporting the platform at a defined distance above the steel plate. Pref. the linear motors are arranged in symmetry to the geometric centre point of each platform with their axes at right angles to the symmetry axis, the air cushion bearings having associated distance sensors providing a feedback control which maintains a constant distance between the linear motors and the steel plate. USE - For transporting workpieces between successive machining stations in ind. mfg. plant.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein mobiles Transportsystem für die Automatisierung von fertigungsabschnitten, insbesondere in der Klein- und Mittelserienfertigung, wobei es vorrangig zur Verkettung der einzel nen Bearbeitungsstationen eingesetzt wird und dem Material- bzw. Werkstückfluß die erforderliche Flexibilität verleiht.The invention relates to a mobile transport system for the Automation of production sections, especially in the small and medium series production, where it is primarily used to chain the individual processing stations is used and the material or Workpiece flow gives the required flexibility.

State of the art

Mit der weiteren Automatisierung der industriellen Fertigung ergibt sich auch die Aufgabe, die hierbei erforderlichen Transportprobleme sinnvoll zu lösen. Das betrifft zum einen den Transport von Werkstücken und deren Einzelbaugruppen sowie Materialien zu den einzelnen Bearbeitungsstatio nen und zum anderen den Transport von kompletten Bearbeitungsmitteln, z. B. Industrieroboter, in bestimmte Bearbeitungsbereiche. Letzteres trifft vor allem bei der Bearbeitung von großvolumigen Bauteilen zu, deren Transport innerhalb eines flexiblen Fertigungssystemes nur schwer zu realisieren ist. Wie die Patent- und Literaturrecherchen verdeutli chen, lassen sich die derzeit angebotenen fahrerlosen Transportsysteme (FTS) im wesentlichen in zwei Hauptgruppen einordnen. Zur ersten gehören schienengebundene oder leitliniengesteuerte Systeme, deren Bewegungsab läufe innerhalb eines Fertigungssystemes festgelegt sind. Die Flexibili tät derartiger Systeme ist relativ gering und ihr Einsatzgebiet ist deshalb im wesentlichen die Großserienfertigung, z. B. der Automobilbau. Die andere Gruppe sind Fahrzeuge, die sich mit Hilfe einer meist sehr aufwendigen Navigationssteuerung relativ frei in einem vorgegebenen Umfeld bewegen können. Solche Fahrzeuge können auch für flexible Ferti gungsaufgaben eingesetzt werden. Ein Nachteil derartiger Transportsysteme besteht darin, daß sie ausschließlich mit Rollenantrieben ausgerüstet sind. Das setzt zum einen eine einwandfreie Bodenbeschaffenheit voraus, um die Reibung und somit Leistungsverluste so gering wie möglich zu halten, und zum anderen sind auch hier umfangreiche Antriebs-, Übertra gungs- und Lenksysteme erforderlich. Damit ist der Einsatz solcher Systeme meist mit einem großen Kostenaufwand verbunden.With the further automation of industrial manufacturing results also the task of making the necessary transportation problems sensible to solve. On the one hand, this concerns the transport of workpieces and their Individual assemblies and materials for the individual processing stations and on the other hand the transport of complete processing equipment, e.g. B. industrial robots, in certain processing areas. The latter especially applies to the processing of large-volume components, difficult to transport within a flexible manufacturing system is to be realized. As the patent and literature research shows Chen, the currently available driverless transport systems (AGVS) essentially fall into two main groups. Belong to the first rail-bound or guideline-controlled systems, their movement runs within a manufacturing system are defined. The flexibility Such systems are relatively small and their area of application is therefore essentially the large series production, e.g. B. automotive engineering. The other group are vehicles that are usually very helpful elaborate navigation controls relatively freely in a given Environment can move. Such vehicles can also be used for flexible ferti tasks are used. A disadvantage of such transport systems is that they are only equipped with roller drives are. On the one hand, this presupposes a perfect soil condition, in order to minimize friction and thus loss of performance hold, and on the other hand, there are extensive drives, transmissions and steering systems required. So the use of such Systems usually involve a high cost.

Bekannt sind auch Luftkissenfahrzeuge in verschiedensten Ausführungen. Die klassischen Luftkissenfahrzeuge, wie sie z. B. im Gelände und als Wasserfahrzeuge eingesetzt werden, sind dadurch gekennzeichnet, daß der Schwebezustand mit Hilfe von Druckluft, die mit hohem Druck unter das Fahrzeug gedrückt wird, erreicht wird. Für diese Technik sind sehr große Leistungen erforderlich. Sie sind deshalb für innerbetriebliche Trans portsysteme ungeeignet.Hovercraft in various designs are also known. The classic hovercraft, as z. B. in the field and as Watercraft are used, are characterized in that the Suspended state with the help of compressed air, which is under high pressure Vehicle is pressed, is reached. For this technique are very big Services required. They are therefore for internal trans port systems unsuitable.

Eine andere Anwendungsart des Schwebens besteht in der Herstellung und Nutzung eines Druckluftfilms zwischen zwei bearbeiteten Platten. Nach diesem Prinzip wurden von einigen Firmen Drehtische gebaut. Sie fanden jedoch in der Vergangenheit nur wenig praktische Anwendungen, da sie eine große Bearbeitungsgenauigkeit erfordern.Another application of levitation is in manufacturing and Use of a compressed air film between two processed plates. To This principle was used by some companies to build rotary tables. they found however, in the past it has had little practical use as it require great machining accuracy.

Für den innerbetrieblichen Luftkissen-Transport sind weitere Lösungen, beispielsweise nach der DE 33 44 267 A1, bekannt. Unter solchen "Luft kissen" versteht man den Effekt, der entsteht, wenn zwischen den dicht gegenüberliegenden Flächen zweier Körper dauernd eine Luftschicht ausreichenden Überdrucks strömt. Im allgemeinen trägt die eine Fläche die Last und wird "Schwebekörper" genannt, die andere ist die Gleitober fläche. Der Zwischenraum zwischen den beiden Flächen, in dem sich der Überdruck aufbauen kann, wird "Auftriebskammer" genannt. Der Abstand zwischen dem Schwebekörper und der Gleitoberfläche ist die Schwebehöhe. Ein Teil der Luftmenge entweicht ständig aus der Auftriebskammer ins Freie. Um diesen Energieverlust zu verkleinern, wird die Auftriebskammer begrenzt durch einen toroidalen flexiblen Balg, der von einem Teil des Strahles aufgeblasen wird und sich der Fahrbahn anpaßt. Zwischen dem Balg und der Fahrbahn (Fläche) entweicht nur ein Luftfilm, der einige Hundertstel bis Zehntel Millime ter dick ist. Diese Bauart ist besonders sparsam hinsichtlich Energiebe darf und ermöglicht einen Transport ohne Geräusch- oder Vibrationsbelä stigung. Ein Nachteil besteht darin, daß für solche Systeme keine Antriebslösung existiert, die eine freie Beweglichkeit in allen Richtun gen zuläßt. Sollen definierte Bahnbewegungen ausgeführt werden, so werden die Luftkissenfahrzeuge derzeit mit zusätzlichen federnden Rollen- und Lenksystemen ausgerüstet. Das ist kostenaufwendig und außerdem wird der Effekt, mit geringen Vorschubkräften zu arbeiten, stark eingeschränkt. Weiterhin ist in der konventionellen Ausführung keine definierte Schwebehöhe zu erreichen.There are other solutions for internal air cushion transport, known for example from DE 33 44 267 A1. Under such "air pillow "one understands the effect that arises when between the dense opposite surfaces of two bodies continuously an air layer sufficient overpressure flows. In general, one surface carries the load and is called "float", the other is the sliding surface area. The space between the two surfaces in which the Can build up excess pressure is called "buoyancy chamber". The distance between the float and the sliding surface is the levitation height. Some of the air volume escapes from the buoyancy chamber into the open. To reduce this loss of energy, the buoyancy chamber is limited by a toroidal one flexible bellows that is inflated by part of the beam and adapts to the road. Between the bellows and the road surface only an air film escapes, which is a few hundredths to tenths of a millime ter is thick. This design is particularly economical in terms of energy consumption may and allows transport without noise or vibration slope. A disadvantage is that there is no such system Drive solution exists that allows free mobility in all directions conditions. If defined path movements are to be carried out, see above the hovercraft are currently with additional springy Roller and steering systems equipped. That is costly and also the effect of working with low feed forces highly limited. It is also in the conventional version no defined hovering height can be reached.

Bekannt ist weiterhin das Antriebsprinzip der Linear-Direktantriebe. Es sieht neben dem aktiven Primärteil ein Sekundärteil, d. h. im Normalfall einen Eisenkern mit Kurzschlußwicklung aus Kupfer, vor. Dieses Sekundär teil ist zum einen die teurere Komponente des Antriebssystems und zum anderen zwingt es das Primärteil in eine vorgegebene Bewegungsrichtung. Nach der Erfindung soll das teure Sekundärteil durch eine genügend dicke Stahlplatte ersetzt werden, die einfach am Fußboden ausgelegt wird. Weitere Ausführungsformen von linearen Direktantrieben sind der Reluktanzmotor, der heteropolare Motor und der homopolare Motor. Alle drei Linear-Motorformen haben den gleichen Aufbau der Sekundärteile. Sie bestehen aus einer genuteten Stahlschiene für die Bewegung in eine Richtung und aus einer Stahlpiste mit würfelförmigen Erhebungen für die Bewegung in zwei senkrecht auf einander stehenden Richtungen. Für den Betrieb mit Luftkissen sind die Nuten bzw. Vertiefungen im Sekundärteil mit einem Isoliermaterial aufgefüllt, so daß eine ebene Fläche gebildet wird. Durch diese Anord nungen wird es möglich, die Vorteile und Möglichkeiten der Fluidtechnik und der Linearantriebstechnik sinnvoll zu verbinden.The drive principle of the linear direct drives is also known. It sees a secondary part next to the active primary part, d. H. normally an iron core with short-circuit winding made of copper. This secondary part is on the one hand the more expensive component of the drive system and on the other others force the primary part in a given direction of movement. According to the invention the expensive secondary part is replaced by a sufficiently thick steel plate that is simply laid out on the floor. Other embodiments of linear direct drives are the reluctance motor, the heteropolar one Motor and the homopolar motor. All three linear motor forms have that same structure of the secondary parts. They consist of a grooved Steel rail for one-way movement and out of a steel runway with cube-shaped bumps for moving in two vertically opposite directions. For the operation with air cushions they are Grooves or depressions in the secondary section with an insulating material filled so that a flat surface is formed. By this arrangement The advantages and possibilities of fluid technology become possible and to combine the linear drive technology sensibly.

Weiterhin ist bekannt, daß die Energieversorgung von fahrerlosen Trans portfahrzeugen von außen über flexible Leitungen erfolgt. Das heißt, das Fahrzeug ist über Leitungen und Kabel mit einer externen Energiequelle verbunden. Das führt zu Einschränkungen im Aktionsradius sowie der gewünschten Flexibilität.It is also known that the energy supply of driverless Trans port vehicles from the outside via flexible lines. That is, that Vehicle is connected to an external energy source via wires and cables connected. This leads to restrictions in the radius of action as well as the desired flexibility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mobiles Transportsystem für die flexible Automatisierung zu entwickeln, wodurch vor allem der komplizierte Aufbau bekannter Konstruktionen vermieden wird. The invention has for its object a mobile transport system for flexible automation, which means that the complicated structure of known constructions is avoided.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Transportplattform an ihrer Unterseite mit zwei konzentrisch zu ihrem geometrischen Mittelpunkt angeordneten Linearmotoren (Primärteil) ausgerüstet ist und daß diese Linearmotoren in Wirkverbindung mit einer als flächenhaftes Element ausgebildeten Stahlplatte (Sekundärteil) in Wirkverbindung gebracht werden und daß sich weiterhin an der Unterseite der Transportplattform mehrere, vorzugsweise vier Luftfilmgleiter befinden, wobei die Transportplattform mit mehreren einstellbaren Abstandshaltern ausgerüstet ist, derart, daß der erforderliche Wirkab stand zwischen dem Linearmotor und dem Sekundärteil im Ruhestand des Systems exakt bestimmt werden kann. Weiterhin gilt, daß die Transport plattform mit mehreren, den Luftfilmgleitern zugeordneten Abstandssenso ren bestückt ist, derart, daß eine Wirkverbindung zwischen den Luft filmgleitern und den Abstandssensoren besteht und sich somit im Be triebszustand des Systems ein konstanter Wirkabstand zwischen Linearmo tor und Sekundärteil einstellt und das die Transportplattform zusätzlich mit digitalen oder analogen Wegmeßsystemen ausgerüstet ist, wobei im Regelfall jedem Linearmotor eines dieser Wegmeßsysteme funktionsmäßig zugeordnet wird und das diese Wegmeßsysteme aus einem Signalgeber und einem Meßrad bestehen, wobei über ein Andrucksystem die Wirkverbindung zwischen Transportplattform bzw. Meßrad und Sekundärteil hergestellt wird.According to the invention the object is achieved in that a transport platform at its bottom with two concentric too linear motors arranged at their geometric center (primary part) is equipped and that these linear motors in operative connection with a Steel plate (secondary part) designed as a flat element in Active connection and that continue to be on the bottom the transport platform several, preferably four air film gliders are located, the transport platform with several adjustable Spacers is equipped such that the required effect was between the linear motor and the secondary part in the retired Systems can be determined exactly. Furthermore, the transport platform with several distance sensors assigned to the air film gliders ren is equipped such that an operative connection between the air film gliders and the distance sensors and is thus in the loading operating state of the system a constant effective distance between linear mo adjusts the gate and secondary part and that the transport platform additionally is equipped with digital or analog position measuring systems, whereby in As a rule, each linear motor functions in one of these position measuring systems is assigned and that these measuring systems from a signal generator and a measuring wheel, the operative connection via a pressure system made between transport platform or measuring wheel and secondary part becomes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die unterschiedliche geometrische Anordnung der Linearmotoren unter der Transportplattform, durch die die Bewegungsmöglichkeiten des Transportsystems erweitert werden und die Ausrüstung der Transportplattform mit Kollisionssensoren derart, daß eine drohende Kollision in einem genügend großen Abstand vor dem Auftreffen auf ein Hindernis signalisiert wird. Advantageous embodiments of the invention relate to the different ones geometric arrangement of the linear motors under the transport platform, through which the movement possibilities of the transport system are expanded and the equipment of the transport platform with collision sensors such that an impending collision in a sufficiently large Distance before hitting an obstacle is signaled.

Weiterhin ist die Transportplattform zur Verbesserung der Bewegungsabläufe mit Navigationseinrichtungen, beispielsweise Meßsyste men mit hoher Auflösung, Glasfaser-Kreiselsystemen, Meßobjekten usw., ausgerüstet und weist zur Präzisierung dieser Bewegungsabläufe in ihrem geometrischen Mittelpunkt eine höhengeregel te Stützeinrichtung auf und/oder ist mit Abstands tragrollen ausgerüstet, derart, daß im Betriebszustand des Systemes unter weitgehender Entlastung dieser Abstandstragrollen der exakte Wirkabstand zwischen Linearmotor und Sekundärteil eingestellt wird. Eine weitere Variante sind Abstandstragkugeln, die in der Transport plattform konventionell gelagert oder mit einem Luftfilm geführt werden.Furthermore, the transport platform to improve the Movements with navigation devices, such as measuring systems men with high resolution, fiber optic gyro systems, measuring objects etc., equipped and points to the specification of these movements a height control in its geometric center te support device on and / or is at a distance equipped idlers, such that in the operating state of the system with extensive relief of these spacer rollers the exact Effective distance between the linear motor and the secondary part is set. Another variant are spacer balls that are used in transportation platform conventionally stored or guided with an air film.

Eine vereinfachte Ausführung für den gesteuerten Betrieb ohne Wegerfas sung erfordert die Endpositionierung durch einen Bediener oder eine zusätzliche Bedienautomatik.A simplified version for controlled operation without path detection solution requires final positioning by an operator or a additional automatic controls.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Transport plattform an ihrer Unterseite flexible Koppeleinrichtungen für Elektro energie und Druckluft aufweist und daß durch Relativbewegungen der Plattform gegenüber stationär auf dem Sekundärteil der Anordnung ange brachten Gegenstücken zu dieser flexiblen Koppeleinrichtung eine Wirkver bindung zwischen beiden zwecks Energieaustausch hergestellt wird.Another advantageous embodiment of the invention is that the transport platform on its underside flexible coupling devices for electrical equipment Has energy and compressed air and that by relative movements of the Platform opposite stationary on the secondary part of the arrangement brought counterparts to this flexible coupling device bond between the two for the purpose of energy exchange.

Embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment are explained. The associated drawings show:

Fig. 1 Seitenansicht des Transportsystems, Fig. 1 side view of the transport system,

Fig. 2 Ansicht von unten, Fig. 2 view from below,

Fig. 3 Ansicht von unten mit winkliger Anordnung der Linearmotoren, Fig. 3 bottom view with angular arrangement of the linear motors,

Fig. 4 Ansicht von unten mit doppel-T-förmiger Anordnung der Linearmotoren, Fig. 4 bottom view of a double-T-shaped arrangement of the linear motors,

Fig. 5 Ansicht von unten mit Drehkranz, Fig. 5 bottom view of the swivel head,

Fig. 6 Bewegungsabläufe der Transportplattform, Fig. 6 movements of the transport platform

Fig. 7 Bewegungsabläufe der Transportplattform bei doppel-T-förmiger Anordnung der Motoren, Fig. 7 movements of the transport platform for double-T-shaped arrangement of the motors,

Fig. 8 Transportsystem in Ruhestellung, Fig. 8 Transport system in the rest position,

Fig. 9 Transportsystem in Arbeitsstellung. Fig. 9 transport system in the working position.

Das luftgelagerte mobile Transportsystem gemäß Fig. 1 kann sich relativ frei in einem vorgegebenen Umfeld bewegen. Hierzu wird in der Grundaus führung eine Transportplattform 1 mit zwei Linearmotoren 3, sie sind der Primärteil eines Linear-Direktantriebes, ausgerüstet, wobei diese Linearmotoren 3 symmetrisch zum geometrischen Mittelpunkt 2 der Trans portplattform 1 angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Transportplattform 1 in jede beliebige Richtung auf einer Fläche bewegt werden kann (Fig. 6). Diese Fläche besteht aus genügend dicken Stahlplatten 4 und bildet somit das für die Funktion eines Linear-Direkt antriebes erforderliche Sekundärteil. Durch diese Stahlplatte 4, die entsprechend den Anforderungen beliebig verlegt werden können, wird der Bewegungsraum des Transportsystemes begrenzt. Die Beweglichkeit der Transportplattform 1 wird dadurch erreicht, daß diese mit im Regelfall vier Luftfilmgleitern (Luftkissen) 5 ausgerüstet ist. Diese Elemente gestatten es, die gesamte Transportplattform 1 einschließlich der Nutzlast in einen stabilen Schwebezustand über der Stahlplatte 4 zu heben. Somit wird gewährleistet, daß auch extreme Lasten mit relativ kleinen Vorschubkräften mühelos bewegt werden können. Diese Vorschub kraft kann mit ca. 1/1000 der Nutzlast angenommen werden.The mobile air bearing transport system of FIG. 1 can move relatively freely in a given environment. For this purpose, in the basic design, a transport platform 1 is equipped with two linear motors 3 , they are the primary part of a linear direct drive, these linear motors 3 being arranged symmetrically with respect to the geometric center 2 of the transport platform 1 . This arrangement ensures that the transport platform 1 can be moved in any direction on a surface ( Fig. 6). This area consists of sufficiently thick steel plates 4 and thus forms the secondary part required for the function of a linear direct drive. The movement space of the transport system is limited by this steel plate 4 , which can be laid as required. The mobility of the transport platform 1 is achieved in that it is generally equipped with four air film gliders (air cushions) 5 . These elements allow the entire transport platform 1, including the payload, to be lifted into a stable state of suspension above the steel plate 4 . This ensures that even extreme loads with relatively small feed forces can be moved effortlessly. This feed force can be assumed to be approximately 1/1000 of the payload.

Das Wirkprinzip der Linear-Direktantriebe erfordert auch im Ruhezustand einen bestimmten Wirkabstand 7 zwischen Primär- und Sekundärteil. Dieser wird erfindungsgemäß durch einstellbare Abstandshalter 6, die an der Transportplattform 1 befestigt sind und sich gegen die Stahlplatte 4 abstützen (Fig. 8).The principle of action of the linear direct drives requires a certain effective distance 7 between the primary and secondary part even in the idle state. This is according to the invention by adjustable spacers 6 , which are attached to the transport platform 1 and are supported against the steel plate 4 ( Fig. 8).

Der Bewegungsablauf der Transportplattform 1 kann durch unterschiedliche Anordnungen der Linearmotoren 3 beeinflußt werden, nach den Fig. 2, 3, 4 und 5 bieten sich hierbei folgende Möglichkeiten:The sequence of movements of the transport platform 1 can be influenced by different arrangements of the linear motors 3 , according to FIGS. 2, 3, 4 and 5 the following options are available:

Gemäß Fig. 2 sind geradlinige Bewegungen in beiden Richtungen möglich, wenn beide Linearmotoren 3 in gleicher Richtung mit gleichem Sollwert wirken. Ein Richtungswechsel wird erreicht, wenn die Motoren wechselsei tig wirken. In diesem Fall wird die Transportplattform 1 um ihren Mittelpunkt 2 gedreht (Fig. 6). Die Möglichkeit auch beliebig Bahnkurven zu fahren, bietet die Anordnung gemäß Fig. 3. Durch die rechtwinklige Anordnung der beiden Linearmotoren 3 ist es möglich während der Fahrt, beispielsweise in X-Richtung, den zweiten rechtwinklig angeordneten Motor so zuzuschalten und zu programmieren, daß die gewünschte Kontur (Kurvenbahn) entsteht.According to FIG. 2, rectilinear movements in both directions, if both linear motors 3 act in the same direction with the same target value. A change of direction is achieved when the motors act on both sides. In this case, the transport platform 1 is rotated around its center point 2 ( FIG. 6). The arrangement according to FIG. 3 also offers the possibility of arbitrarily trajectory curves . The right-angled arrangement of the two linear motors 3 makes it possible to switch on and program the second right-angled motor while driving, for example in the X direction, in such a way that the The desired contour (curved path) is created.

In vielen Einsatzfällen ist es erforderlich, daß die Werkstückbewegung, in diesem Fall die Transportplattform 1, nur definierte Bewegungen in den Koordinaten X-Y ausführt. Hierzu kann die Anordnung gemäß Fig. 4 eingesetzt werden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß unter der Trans portplattform 1 drei in ihrer Leistung unterschiedliche Linearmotoren 3 doppel-T-förmig angeordnet sind. Die beiden rechtwinklig angeordneten Motoren, die hierbei grundsätzlich synchron angesteuert werden, realisieren dabei die Bewegung in der Y-Koordinate. Den sich daraus ergebenden Bewegungs ablauf zeigt Fig. 7.In many applications it is necessary that the workpiece movement, in this case the transport platform 1 , only executes defined movements in the coordinates XY. The arrangement according to FIG. 4 can be used for this. It is characterized in that three different linear motors 3 are arranged in a double T-shape under the trans port platform 1 . The two motors, which are arranged at right angles and are basically controlled synchronously, implement the movement in the Y coordinate. The resulting sequence of movements is shown in FIG. 7.

Eine weitere vom Bewegungsablauf her vereinfachte Variante der Linearmo toranordnung zeigt Fig. 5. Hierbei wird die Transportplattform 1 mit einem kugelgelagerten Drehkranz 8 ausgerüstet, der durch eine Antriebs einheit 9 in Bewegung versetzt wird. Diese Antriebseinheit 9 ist gleich zeitig Träger eines Wegmeßsystemes, das es ermöglicht, jede beliebige Winkelstellung zu programmieren. Dieser Drehkranz 9 wiederum trägt einen Linearmotor 3, welcher die geradlinigen Bewegungen ausführt. Da beide Antriebe unabhängig voneinander angesteuert werden können, wird eine freie Beweglichkeit der Transportplattform 1 in einem vorgegebenen Umfeld garantiert.A further variant of the linear motor arrangement, simplified in terms of the movement sequence, is shown in FIG. 5. Here, the transport platform 1 is equipped with a ball-bearing slewing ring 8 , which is set in motion by a drive unit 9 . This drive unit 9 is at the same time carrier of a position measuring system, which makes it possible to program any angular position. This turntable 9 in turn carries a linear motor 3 , which carries out the linear movements. Since both drives can be controlled independently of one another, free mobility of the transport platform 1 is guaranteed in a given environment.

Das physikalische Wirkprinzip der Linear-Direktantriebe erfordert einen auch im Betriebszustand in engen Toleranzen definierten Wirkabstand 11 zwischen Linearmotor 3 und der Stahlplatte 4. Erreicht wird das da durch, daß die Transportplattform 1 mit empfindlichen Abstandssensoren 10 ausgerüstet ist, die einerseits den erforderlichen Wirkabstand 11 definieren und andererseits schaltungs- und steuerungstechnisch den Luftfilmgleitern 5 zugeordnet sind. Somit kann über eine geregelte Luftzufuhr der erforderliche Wirkabstand 11 eingehalten werden.The physical operating principle of the linear direct drives requires an effective distance 11 between the linear motor 3 and the steel plate 4, which is also defined in the operating state within narrow tolerances. This is achieved by the fact that the transport platform 1 is equipped with sensitive distance sensors 10 which on the one hand define the required effective distance 11 and on the other hand are assigned to the air film gliders 5 in terms of circuitry and control technology. The required effective distance 11 can thus be maintained via a regulated air supply.

Um einen definierten Bewegungsablauf der Transportplattform 1 zu errei chen, wird diese je nach Motoranordnung mit Wegmeßsystemen ausgerüstet. Diese Wegmeßsysteme bestehen beispielsweise aus einem analogen oder digitalen Signalgeber 12, einem Meßrad 13 und einem Andrucksystem 14. Durch die steuerungstechnische Kopplung der Wegmeßsysteme mit dem jeweiligen Linearmotor 3 können somit die erforderlichen Wegstrecken programmiert werden.In order to achieve a defined movement sequence of the transport platform 1 , this is equipped with position measuring systems, depending on the motor arrangement. These position measuring systems consist, for example, of an analog or digital signal transmitter 12 , a measuring wheel 13 and a pressure system 14 . The required distances can be programmed by the control coupling of the position measuring systems with the respective linear motor 3 .

Hierzu wird das Wegmeßsystem über das Andrucksystem 14 derart gegen die Stahlplatte 4 gedrückt, daß ein schlupffreier Reibschluß zwischen Meßrad 13 und Stahlplatte 4 entsteht. Dieser Reibschluß wird im Ruhe- sowie im Betriebszustand der Transportplattform 1 aufrechterhalten.For this purpose, the displacement measuring system is pressed against the steel plate 4 via the pressure system 14 in such a way that a slip-free frictional connection between the measuring wheel 13 and the steel plate 4 is produced. This frictional engagement is maintained when the transport platform 1 is at rest and in the operating state.

Für eine vereinfachte Ausführung kann auf den Einsatz der Abstandssenso ren 10 zur Aufrechterhaltung des Wirkabstandes 11 verzichtet werden, wenn deren Funktion durch an der Transportplattform 1 angebrachte Tragrollen 15 übernommen wird. Die Tragrollen 15 übernehmen im Ruhezustand des Transportsystems die volle Belastung der Transportplatt form 1 einschließlich der aufgebrachten Nutzlast. Im Betriebszustand werden sie dann durch die Beaufschlagung der Luftfilmgleiter 5 soweit entlastet, daß sie durch ihren verbleibenden Kontakt mit der Stahlplatte 4 eine Führung der Transportplattform 1 während des Bewegungsvor ganges übernehmen. Dadurch kann ein eventuelles Abdriften der Transport plattform 1 von deren vorgegebenen Bahnverlauf vermieden werden.For a simplified embodiment, the use of the distance sensors 10 to maintain the effective distance 11 can be dispensed with if their function is taken over by support rollers 15 attached to the transport platform 1 . The idler rollers 15 assume the full load of the transport platform 1 including the applied payload in the idle state of the transport system. In the operating state, they are then relieved by the action of the air film slider 5 so that they take over a leadership of the transport platform 1 during the Bewegungsvor gear through their remaining contact with the steel plate 4 . A possible drifting of the transport platform 1 from its predetermined path can be avoided.

Um eine Kollision der Transportplattform 1 mit statischen und dynami schen Hindernissen im Bewegungsumfeld zu vermeiden, wird diese gemäß Fig. 1 an ihren Außenkanten mit weitreichenden Kollisionssensoren 16, beispielsweise Ultraschallsensoren ausgerüstet, die es gestatten, eine mögliche Kollision in einem genügend großen Abstand anzuzeigen. Diese Kollisionssensoren 16 stehen in Wirkverbindung mit den Linearmotoren 3 und der Luftzufuhr für die Luftfilmgleiter 5. Damit wird im Kollisions fall die Transportplattform 1 abgesenkt (Ruhezustand gemäß Fig. 8) und gleichzeitig werden die Antriebe abgeschaltet. In order to avoid a collision of the transport platform 1 with static and dynamic obstacles in the movement environment, this is equipped according to FIG. 1 on its outer edges with far-reaching collision sensors 16 , for example ultrasonic sensors, which allow a possible collision to be indicated at a sufficiently large distance. These collision sensors 16 are operatively connected to the linear motors 3 and the air supply for the air film slider 5 . Thus, in the event of a collision, the transport platform 1 is lowered (idle state according to FIG. 8) and at the same time the drives are switched off.

Für besondere flexible Einsatzfälle, bei denen der erforderliche Funk tionsablauf die erhöhten Kosten rechtfertigt, wird die Transportplatt form 1 mit einem Navigationssystem zur Steuerung der Bewegungsabläufe ausgerüstet. Diese Navigationssysteme, das können z. B. optische Systeme, dreidimensionale Meßsysteme mit hoher Auflösung oder Glasfaser-Kreisel systeme sein, setzen in der Regel voraus, daß die Wirkverbindung zwi schen einer auf der Transportplattform 1 angebrachten Komponente und externen Meßgebern vorhanden ist.For special flexible applications in which the required functional sequence justifies the increased costs, the transport platform form 1 is equipped with a navigation system for controlling the movement sequences. These navigation systems, for example. B. optical systems, three-dimensional measuring systems with high resolution or fiber optic gyroscope systems usually require that the active connection between an attached to the transport platform 1 component and external sensors is available.

Gemäß Fig. 2 kann die Transportplattform 1 in ihrem geometrischen Mittelpunkt 2 eine höhengeregelte und gegenüber der Transportplattform 1 drehbar gelagerte Stützeinrichtung 18 aufweisen, die besonders beim Bewegungsablauf gemäß Fig. 6 zur Wirkung kommt. Diese Stützeinrichtung 18 wird während des Bewegungswechsels von der geradlinigen Bewegung zur Drehung ausgefahren und gegen das Sekundärteil 4 gedrückt. Damit kann ein eventuelles Abdriften der Transportplattform 1 während dieses Bewegungswechsels vermieden werden und das Transportsystem exakt um einen definierten Punkt gedreht werden. Wichtig hierbei ist, daß diese Stützeinrichtung 17 regeltechnisch so in das System eingebunden ist, daß beim Anheben der Transportplattform 1 durch die Stützeinrichtung 18 der Wirkabstand 11 gemäß Fig. 9 nicht unzulässig vergrößert wird.Referring to FIG. 2, the transport platform 1 may in its geometrical center 2 is a regulated altitude and relative to the transport platform 1 rotatably mounted support means 18 have, especially when the sequence of movements shown in FIG. 6 comes into action. This support device 18 is extended during the change of movement from the straight-line movement to rotation and pressed against the secondary part 4 . A possible drifting of the transport platform 1 during this movement change can be avoided and the transport system can be rotated exactly around a defined point. It is important here that this support device 17 is integrated into the system in terms of control technology so that when the transport platform 1 is raised by the support device 18, the effective distance 11 according to FIG. 9 is not increased inadmissibly.

Gemäß Fig. 6 kann die Transportplattform 1 an ihrer Unterseite eine flexible Koppeleinrichtung 18 zur Energieübertragung, vorzugsweise für Elektroenergie und Druckluft, tragen, die entweder mit auf der Stahlplatte 4 befindlichen Koppeleinrichtungen 18 oder einer stationär angeord neten Koppeleinrichtung durch entsprechende Relativbewegung der Trans portplattform 1 in Wirkverbindung gebracht werden. Eine andere Form der Energieversorgung der Transportplattform 1 ist ihre Bestückung mit entsprechend großen Energiespeichern für einen genügend großen Aktions radius.Referring to FIG. 6, the transport platform 1 can at its lower side a flexible coupling device 18 to transfer energy, preferably electric energy and compressed air, carrying with either located on the steel plate 4 coupling devices 18, or a stationary angeord Neten coupling device by appropriate relative movement of the trans port platform 1 in Be connected. Another form of energy supply for the transport platform 1 is to equip it with correspondingly large energy stores for a sufficiently large radius of action.

Claims

1. Air-bearing mobile transport system with linear direct drive for flat operation, characterized in that a transport platform ( 1 ) is equipped on its underside with at least two linear motors ( 3 ) that these linear motors ( 3 ) with a steel plate designed as a flat element ( 4 ) are brought into operative connection and that there is also at least one air film glider ( 5 ) on the underside of the transport plate mold ( 1 ), the transport platform ( 1 ) being equipped with a plurality of adjustable spacers ( 6 ) such that the required effective distance ( 7 ) between the linear motor ( 3 ) and the steel plate ( 4 ) can be exactly determined in the idle state of the system.

2. Air-bearing mobile transport system according to claim 1, characterized in that the linear motors ( 3 ) are arranged symmetrically to the geometric center ( 2 ) of the support device.

3. Air-bearing mobile transport system according to claim 1, characterized in that the transport platform ( 1 ) on the underside with two, based on its axis of symmetry ( 20 ), is arranged at right angles linear motors ( 3 ) equipped with the steel plate ( 4 ) in operative connection stand.

4. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the transport platform ( 1 ) is disengaged on its underside with at least three double T-shaped and symmetrical to its geometric center ( 2 ) arranged linear motors ( 3 ), which are in operative connection with the steel plate ( 4 ).

5. Air-bearing mobile transport system with linear and direct drive, characterized in that the transport platform ( 1 ) carries a slewing ring ( 8 ) which is driven via a drive unit ( 9 ) which is coupled to a position measuring system, and that this slewing ring ( 8 ) carries a linear motor ( 3 ) arranged in the center ( 2 ), which establishes the operative connection to the steel plate ( 4 ) and that at least one air film glider ( 5 ) is located on the underside of the transport platform ( 1 ).

6. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transport platform ( 1 ) is equipped with a plurality of the air film sliders ( 5 ) associated distance sensors ( 10 ) and that an operative connection between the air film sliders ( 5 ) and the distance sensors ( 10 ), such that a constant effective distance ( 11 ) between the linear motor ( 3 ) and steel plate ( 4 ) is established in the operating state of the system.

7. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transport platform ( 1 ) is additionally equipped with digital or analog displacement measuring systems, with each linear motor ( 3 ) generally being functionally assigned to one of these displacement measuring systems and that these displacement measuring systems consist of a signal transmitter ( 12 ) and a measuring wheel ( 13 ), the operative connection between the measuring wheel ( 13 ) and the steel plate ( 4 ) being established via a pressure system ( 14 ).

8. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flat steel plate ( 4 ) is provided with a measuring grid which is scanned and evaluated by a sensor system connected to the transport platform ( 1 ) and for regulating the drive system serves as the actual value.

9. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transport platform ( 1 ) is equipped with transmitters which are operatively connected to at least one transmitter arranged outside the transport platform, the signals together with the signals of the transport platform ( 1 ) are evaluated so that they serve to control the drive system as the actual value.

10. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the transport platform ( 1 ) is equipped with support rollers ( 15 ), such that in the operating state of the system with extensive relief of these support rollers ( 15 ) the exact effective distance ( 11th ) between linear motor ( 3 ) and steel plate ( 4 ).

11. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the transport platform ( 1 ) is equipped with collision sensors ( 16 ) and that the indication of an impending collision is signaled at a sufficiently large distance before hitting an obstacle.

12. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the transport platform ( 1 ) is equipped with a navigation device and that the component of this navigation device attached to the transport platform ( 1 ) is brought into operative connection with external measuring sensors.

13. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1, 2 and 6 to 12, characterized in that the transport platform ( 1 ) in its geometric center ( 2 ) has a height-controlled and relative to the transport platform ( 1 ) rotatably mounted support device ( 17 ).

14. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the transport platform ( 1 ) has storage for electrical energy and compressed air and the content of this storage is used for self-sufficient operation of the transport system, such that the converter elements and energy transmission devices Drive devices and air film glider ( 5 ) are supplied and the transport system has unlimited maneuverability in the flat field of motion.

15. Air-bearing mobile transport system according to claim 14, characterized in that the steel plate ( 4 ) has coupling devices ( 19 ) for electrical energy and compressed air, so that after a docking process between coupling devices ( 19 ) and the steel plate ( 4 ) and coupling device ( 18 ) at the transport platform ( 1 ) the transmission of electrical energy and compressed air is possible.

16. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the transport platform ( 1 ) has flexible coupling devices ( 18 ) for electrical energy and compressed air, so that an energy and compressed air transition to the transport platform ( 1 ) take place within a defined radius of action can.

17. Air-bearing mobile transport system according to claim 14, there characterized in that at least in a portion of the movement surface a device for inductive transmission the electrical energy is arranged.

18. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 17, characterized in that an internal combustion engine for driving generators of electrical and / or compressed air energy is arranged on the transport platform ( 1 ).

19. Air-bearing mobile transport system according to one of claims 1 to 18, characterized in that the transport platform ( 1 ) is equipped with a measurement object visible in the movement space and is in active connection with a camera system measuring in the three-dimensional range, in such a way that the measurement object with light reflective marks and the camera system has information about the approximate effective range of the transport platform ( 1 ) and by illuminating the effective range and detecting the reflection marks on the measurement object, the position of the geometric center ( 2 ) of the transport platform ( 1 ) and the rotation of the transport platform ( 1 ) can determine relative to a specified coordinate system.

20. Air-bearing mobile transport system according to one of claims to 19, characterized in that the spacers ( 6 ) consist of support rollers which are mounted in the transport platform ( 1 ) by means of air film bearings.

21. Air-bearing mobile transport vehicle according to one of Ansprü che 1 to 20, characterized in that the linear motor ( 3 ) in the transport platform ( 1 ) is elastically suspended such that by appropriate stops and by utilizing those occurring in the operating state of the linear direct drive Magnetic force the effective distance ( 7 ) between the linear motor ( 3 ) and steel plate ( 4 ) regardless of the height of the transport platform ( 1 ) above the steel plate ( 4 ) is exactly maintained.