DE602005004795T2

DE602005004795T2 - Rotationsübertragungsvorrichtung mit sich auf einem kurvenformendem pfad bewegenden finger

Info

Publication number: DE602005004795T2
Application number: DE602005004795T
Authority: DE
Inventors: Andre Azema
Original assignee: Comau Systemes France SA
Current assignee: Comau Systemes France SA
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-07-06
Also published as: FR2872725B1; US20070272517A1; US7562762B2; CN100532014C; KR20070029241A; FR2872725A1; ES2302232T3; EP1778434A1; CN1997485A; EP1778434B1; DE602005004795D1; WO2006005888A1; ATE385874T1

Description

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Hantierens und des Verschiebens von Werkstücken und insbesondere Adaptationen, die es ermöglichen, einer Werkstückträgervorrichtung eine Drehbewegung unter den besten Bedingungen ausführen zu lassen (siehe beispielsweise US-5 684 369-A ).
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Werkstückträger-, Palettier- oder Transfervorrichtungen werden verwendet, um das Verschieben von Werkstücken gemäß einem Fertigungssortiment von einem Betriebsposten zu einem anderen sicherzustellen.
Bei manchen Konfigurationen besteht die Transferbewegung in einer einfachen Drehbewegung des Werkstückes von einem Posten zu einem anderen. Herkömmlicherweise wird diese Drehbewegung jedoch von Verschiebungsbewegungen begleitet, um das Werkstück oder die Werkstückvorrichtung aus Aufnahme-, Positionierungs- und/oder Positionshaltungsmitteln herauszunehmen oder in diese einzufügen.
Palettiersysteme des Standes der Technik bestehen aus mehreren Aktoren, um die Drehbewegung der Werkstück(e) tragenden Paletten sicherzustellen. So lässt man üblicherweise einen ersten Herausnahmeaktor eine Verschiebung in den Oberbereich der Werkstück(e) tragenden Untergruppe ausführen, ehe man einen zweiten Aktor eine Drehbewegung ausführen lässt und man dann den ersten Aktor steuert, um die in Bewegung gesetzte Einheit auf dem neuen Posten zu positionieren.
Diese Vervielfachung von Komponenten erfordert mehrere Stellungsgeber für jede einzelne Bewegung. Diese Vervielfachung von Stellungsgebungsmitteln hat den Nachteil, dass die Zyklusdauer des Drehtransfervorganges verlängert wird.
Darüber hinaus werden durch die Vervielfachung der verschiedenen Funktionsuntergruppen, ebenso wie der Aktoren und der Stellungsgeber die Kosten einer derartigen Vorrichtung erhöht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem Sachverhalt führte die Anmelderin Untersuchungen durch, mit dem Ziel, den Nachteilen des Standes der Technik abzuhelfen.
Diese Untersuchungen führten zur Konzipierung und Ausführung einer Vorrichtung für den Drehtransfer von Werkstücken, die nicht nur eine geringere Anzahl von Aktoren, sondern ebenfalls eine kürzere Zyklusdauer aufweist.
Gemäß der Erfindung, die durch Anspruch 1 definiert wird, ist die vereinfachte Vorrichtung für den Drehtransfer von (einem) Werkstück(en) insofern bemerkenswert, als sie aus einer Werkstück(e) tragenden Untergruppe besteht, die die Auflage und den Drehtransfer von einem oder mehreren Werkstücken sicherstellt und mit einer Antriebswelle verbunden ist, deren Bewegung durch die relative Verschiebung von zumindest Zapfen veranlasst wird, der sich ausgehend von der Welle auf einer Kurvenbahn radial erstreckt. Das Lösen und die Drehung der Werkstück tragenden Untergruppe werden also durch ein und denselben Aktor sichergestellt. Durch die Verwendung einer Kurve kann nämlich die Verschiebung des besagten Zapfens auf der Bahn eine gemäß zweier Achsen erfolgende Bewegung der besagten Antriebswelle sicherstellen, wobei ihr nicht nur das Ausführen von Verschiebungsbewegungen zum Lösen oder Einsetzen der Werkstück(e) tragenden Untergruppe gestattet wird, sondern auch die Sicherstellung der Drehbewegung, die für den Transfer der Werkstücke von einer Position zu einer anderen notwendig ist.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung, besteht die Vorrichtung aus einem Mittel, das die Verschiebung der Antriebswelle bewirkt und das axial frei drehbar und mit einem Zapfen ausgestattet ist, der sich radial erstreckt und sich gemäß einer feststehenden Bahn so bewegt, dass die Verschiebung der Welle auch seine Drehung durch das Passieren des Zapfens im Inneren der besagten Bahn sicherstellt. Die in Verschiebung und Drehung umgewandelte Bewegung wird also durch ein einziges Mittel zur Verschiebungsbewirkung umgesetzt.
Gemäß einem weiteren, besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung, bewegt sich der besagte Zapfen im Inneren einer profilierten Spur, die in einem feststehenden Zylinder, einem so genannten Kurvenzylinder, eingerichtet ist, in dessen Innerem sich die besagte Antriebswelle gemäß einer Kombination aus Verschiebungs- und Drehbewegung bewegt.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung, ist die Bahn so vorgeformt, dass die Antriebswelle gemäß einem Hin-und-her-Zyklus folgende Bewegungen ausführt:

– eine Verschiebungsbewegung nach oben,
– eine Kombination aus Verschiebungs- und Drehbewegung, und
– eine Verschiebungsbewegung nach unten.

Da das Ende der Antriebswelle mit der Werkstück(e) tragenden Untergruppe verbunden ist, folgt Letztere den gleichen Bewegungen. Die Ausführung einer Bahn, die in einer ersten Phase und am Ende des Zyklus eine axiale Verschiebung der Antriebswelle für Loslösungszwecke gestattet, ist im Anwendungsbereich der Erfindung, der Loslöse- und Einsetzbewegungen erfordert, besonders wichtig. Bei manchen Anwendungen ist es jedoch möglich, dass eine seitliche Bewegung der Werkstücke am Ende und am Beginn des Transferweges notwendig ist. Um dieser Notwendigkeit gerecht zu werden, wird die Bahn angeordnet, damit der Zapfen und folglich die Werkstücke einer derartigen seitlichen Bewegung folgen können.
Gemäß einem weiteren, besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung, besteht die Werkstück(e) tragende Untergruppe aus einer Platte, deren zwei gegenüberliegende Seiten jeweils mit einer vorgeformten Wiege versehen sind, um eine Kurbelwelle aufzunehmen.
Gemäß einem weiteren, besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung, ist das Mittel, das die Verschiebung bewirkt, ein Zylinder.
Die Verschiebungsbewegung des Zylinders gewährleistet eine Verschiebung der besagten Stange und deshalb die Verschiebung des Zapfens, der im Inneren einer Spur, die im Zylinder angeordnet ist, mit dieser verbunden ist; eine Verschiebung, welche die besagte Stange gleichzeitig rotatorisch antreibt, wodurch man die Werkstück(e) tragende Untergruppe, die mit der Stange verbunden ist (hier ein Kurbelwellenträger) abwechselnd einer Verschiebungsbewegung nach oben, einer Drehung und schließlich einer Verschiebungsbewegung nach unten folgen lassen kann.
Diese Vorrichtung weist also den Vorteil auf, dass für ein und dieselbe Funktion weniger Aktoren und weniger Geber verwendet werden, wodurch sie kostengünstiger und schneller ist, was wiederum die Nachteile des Standes der Technik löst.
Die grundlegenden Konzepte der Erfindung, die vorstehend in ihrer rudimentärsten Form dargelegt wurden, sowie weitere Details und Merkmale werden beim Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher hervorgehen, die beispielhaft und nicht einschränkend eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Zeichnung einer perspektivischen Außenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine schematische Zeichnung einer seitlichen Außenansicht der Ausführungsform aus 1,
3 eine schematische Zeichnung einer Schnittansicht von vorne gemäß der in 2 dargestellten Schnittebene A-A,
4 eine schematische Zeichnung einer Außenansicht von vorne nur vom Kurvenzylinder.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
So wie in der Zeichnung der 1, 2 und 3 dargestellt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für den Drehtransfer, welche mit D bezeichnet wird, für den Drehtransfer von Kurbelwellen, welche mit V1 und V2 bezeichnet werden, angepasst. Diese Vorrichtung D kann beispielsweise zwischen einem Auswucht- und einem Unwuchtmessposten installiert werden.
Diese Vorrichtung D besteht aus einer Werkstücke tragenden Untergruppe 100, welche die Auflage der Kurbelwellen V1 und V2 sicherstellt. Diese Werkstücke tragende Untergruppe 100 ist mit dem Ende einer Antriebswelle 200 verbunden, deren kombinierte Verschiebungs- und Drehbewegungen, dargestellt durch die Doppelpfeile E1 und F2, durch die relative Verschiebung von zumindest Zapfen 210 veranlasst wird, der sich ausgehend von der Welle 200 auf einer mit C bezeichneten Kurvenbahn radial erstreckt. Die Werkstücke tragende Untergruppe 100 besteht aus einer Platte 110, deren zwei gegenüberliegende Seiten jeweils mit einer Wiege versehen sind, die jeweils aus zwei Lager 111, 112 und 113, 114 besteht, die vorgeformt sind, um die Kurbelwellen V1 und V2 aufzunehmen.
Wie dargestellt und gemäß der Erfindung, besteht die Vorrichtung D aus einem Mittel, das die Verschiebung bewirkt, hier ein Zylinder 300, dessen Ein- und Ausfahren der Stange die Verschiebung der Antriebswelle 200 steuert, die erfindungsgemäß axial frei drehbar und mit einem Zapfen 210 ausgestattet ist, der sich radial erstreckt und sich gemäß einer feststehenden Bahn C so bewegt, dass die Verschiebung der Welle 200 auch ihre Drehung durch das Passieren des Zapfens 210 im Inneren der besagten Bahn C sicherstellt.
Wie dargestellt, verschiebt sich der besagte Zapfen 210, der sich in Bezug auf die Antriebswelle radial erstreckt, unter der Einwirkung des Zylinders im Inneren einer Bahn C, die eine profilierte Spur oder Rampe bildet, die in einem feststehenden Zylinder 400, einem so genannten Kurvenzylinder, eingerichtet ist, in dessen Innerem sich die besagte Antriebswelle 200 bewegt.
Wie dargestellt, bildet das Ende der Stange 310 des Zylinders 300 mit dem unteren Ende der besagten Antriebswelle 200 ein Zapfengelenk, die ihrerseits ein Drehschubgelenk mit dem Kurvenzylinder 400 bildet.
Genauer ausgedrückt umfasst die Vorrichtung D gemäß der dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsform von unten nach oben einen Zylinder 300, dessen Stange 310 die Verschiebungsbewegung der Antriebswelle 200 steuert, die mittels einer Verbindung des Typs Drehschubgelenk mit einer Säule 500 verbunden ist, deren unterer Teil in Bezug auf den Körper des Zylinders 300 befestigt ist und deren oberer Teil am Kurvenzylinder 400 befestigt ist.
Die Verschiebungsbewegung der Antriebswelle 200 zwingt den Zapfen 210 der Bahn C zu folgen, wobei die lineare Verschiebung die Verschiebungsbewegung der Welle in eine kombinierte Bewegung verwandelt, die ebenfalls eine Drehung mit einschließt.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist der besagte Zapfen 210 an seinem Ende mit einer Rolle 211 ausgestattet, die mit der Bahn C in Berührung kommt, die im Zylinder 400 eingerichtet ist, um die Verschiebung zu erleichtern.
Gemäß der Erfindung und wie in den Zeichnungen der 2 und 4 dargestellt, ist die Bahn C so vorgeformt, dass die Antriebswelle 200 während ihres Zyklus folgende Bewegungen ausführt:

So stellt die Vorrichtung D mit einem einzigen Aktor, das heißt mit dem Zylinder 300, beide Bewegungsarten sicher, die für den Drehtransfer von Werkstücken notwendig sind.
Wie dargestellt setzt sich die im Kurvenzylinder 400 eingerichtete Bahn C aus mehreren Teilen zusammen:

– zwei vertikale Teile, deren Länge ausreichend ist, um das Herausnehmen der Kurbelwellen von oben zu ermöglichen,
– einen elliptischen Teil, in dessen Mitte sich die Symmetrieebene der Bahn C und der höchste Punkt des Weges des Zapfens 210 befinden, wobei dieser elliptische Teil zwischen den beiden vertikalen Teilen angeordnet ist.

Der elliptische Teil und die beiden vertikalen Teile sind so zueinander angeordnet, dass eine alternierende Hin-und-her-Drehbewegung gemäß einem 180°-Winkel ermöglicht wird. Natürlich kann die Bahn C je nach Anwendung eine unterschiedliche Geometrie annehmen und mehr oder weniger lange Wege gegenüber dem dargestellten Weg ermöglichen. Genauso hängen die Anzahl der Zapfen und die Anzahl der Bahnen vom Winkel ab, den die Werkstück(e) tragende Untergruppe auszuführen hat.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung auf Höhe des Kurvenzylinders 400 mit Stellungsgebern 410 und 420 für das Wegende des besagten Zapfens 210 ausgestattet. Diese Stellungsgeber sind also am unteren Ende der vertikalen Teile der Bahn C angeordnet, die im Kurvenzylinder 400 ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Art einfach wirkender Zylinder 300 und nur die Bewegung nach oben ist motorisiert, während die Bewegung nach unten durch die Trägheit der Werkstück tragenden Einheit ausgeführt wird. So stellt das Ausfahren der Stange die Hälfte des Weges sicher und die kinetische Energie der drehenden Untergruppe sichert dem Zapfen 210 das Hinausragen über das obere Ende der Bahn C, wobei er durch seine Masse seine Verschiebung nach unten und folglich seine Drehung und seine Rückkehr in die untere Position bewirkt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Art Pneumatikzylinder, was zur Geschwindigkeit des beweglichen Elementes beiträgt, das von der Werkstücke tragenden Untergruppe gebildet wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Vorrichtung D mit einem doppelt wirkenden Zylinder und mit einem Stellungsgeber für die Wegmitte des besagten Zapfens 210 ausgestattet, um die Dämpfung am Ende der Verschiebungsbewegung nach unten sicherzustellen.
Um eine Zwischenposition zwischen der oberen Position und der unteren Position zu ermöglichen, ist ein elastisches Mittel 600 mit der Antriebswelle 200 so verbunden, dass, sobald der Druck im Zylinder 300 freigelassen wird, die Antriebswelle 200 und somit auch die Werkstück(e) tragende Untergruppe 100 von der Feder in eine Position gebracht werden, die sich zwischen dem unteren Wegpunkt und dem oberen Wegpunkt befindet. Die Verwendung dieser Feder ermöglicht es, eine Position zwischen dem Weganfang und dem -ende ohne Verwendung zusätzlicher Aktoren zu erhalten.
Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung und Darstellung der vereinfachten Vorrichtung für den Drehtransfer von Werkstücken eher im Hinblick auf eine Verbreitung als auf eine Einschränkung erfolgten. Natürlich können verschiedene Ausgestaltungen, Änderungen und Verbesserungen am vorstehenden Beispiel vorgenommen werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung, so wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

Vereinfachte Vorrichtung (D) für den Drehtransfer von (einem) Werkstück(en) (V1, V2), bestehend aus einer Werkstück(e) (V1, V2) tragenden Untergruppe (100), die die Auflage und den Drehtransfer von einem oder mehreren Werkstücken sicherstellt und mit einer Antriebswelle (200) verbunden ist, deren Bewegung durch die relative Verschiebung von zumindest einem quer laufenden Zapfen (210), der mit der Welle (200) verbunden ist, auf einer Kurvenbahn (C) veranlasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Mittel ausgestattet ist, das die Verschiebung der Antriebswelle (200) bewirkt und das axial frei drehbar und mit einem Zapfen (210) ausgestattet ist, der sich radial erstreckt und sich gemäß einer feststehenden Bahn (C) so bewegt, dass die Verschiebung der Welle (200) auch seine Drehung durch das Passieren des Zapfens (210) im Inneren der besagten Bahn (C) sicherstellt, wobei sich der besagte Zapfen (210) im Inneren einer profilierten Spur (C) bewegt, die in einem feststehenden Zylinder (400), einem so genannten Kurvenzylinder, eingerichtet ist, in dessen Innerem sich die besagte Antriebswelle (200) bewegt.
Vorrichtung (D) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel, das die Verschiebung bewirkt, ein Zylinder (300) ist.
Vorrichtung (D) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (C) so vorgeformt ist, dass die Antriebswelle (200) während ihres Zyklus folgende Bewegungen ausführt: – eine Verschiebungsbewegung nach oben, – eine Kombination aus Verschiebungs- und Drehbewegung, und – eine Verschiebungsbewegung nach unten.
Vorrichtung (D) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Stellungsgebern (410 und 420) für das Wegende des besagten Zapfens (210) ausgestattet ist.
Vorrichtung (D) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem doppelt wirkenden Zylinder und mit einem Stellungsgeber für die Wegmitte des besagten Zapfens (210) ausgestattet ist, um die Dämpfung am Ende der Verschiebungsbewegung nach unten sicherzustellen.
Vorrichtung (D) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück(e) tragende Untergruppe aus einer Platte besteht, deren zwei gegenüberliegende Seiten jeweils mit einer vorgeformten Wiege versehen sind, um eine Kurbelwelle aufzunehmen.
Vorrichtung (D) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Stange (310) des Zylinders (300) mit dem unteren Ende der besagten Antriebswelle (200) ein Zapfengelenk bildet, die ihrerseits ein Drehschubgelenk mit dem Kurvenzylinder (400) bildet.
Vorrichtung (D) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisches Mittel (600) mit der Antriebswelle (200) so verbunden ist, dass, sobald der Druck im Zylinder (300) freigelassen wird, die Antriebswelle (200) und somit auch die Werkstück(e) tragende Untergruppe (100) von der Feder in eine Position gebracht werden, die sich zwischen dem unteren Wegpunkt und dem oberen Wegpunkt befindet.