EP2675599A1 - Handhabungsmodul zum handhaben von kraftfahrzeugrädern - Google Patents

Handhabungsmodul zum handhaben von kraftfahrzeugrädern

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Publication number
EP2675599A1
EP2675599A1 EP12700313.5A EP12700313A EP2675599A1 EP 2675599 A1 EP2675599 A1 EP 2675599A1 EP 12700313 A EP12700313 A EP 12700313A EP 2675599 A1 EP2675599 A1 EP 2675599A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
handling
handling module
vehicle wheels
pressing elements
vehicle wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12700313.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Starz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenmann SE filed Critical Eisenmann SE
Publication of EP2675599A1 publication Critical patent/EP2675599A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/10—Gripping heads and other end effectors having finger members with three or more finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B30/00—Means for holding wheels or parts thereof
    • B60B30/06—Means for holding wheels or parts thereof engaging the wheel body, e.g. the rim

Definitions

  • the invention relates to a handling module for handling vehicle wheels in a system for surface treatment with at least two gripping units carried by a frame structure, each of which comprises a plurality of pressing elements which can be pressed against one or more mating surfaces of a single vehicle wheel.
  • Alloy wheels of motor vehicles which are commonly referred to as alloy wheels, are coated in surface treatment plants with a powder or other coating material. Subsequently, the coating is baked in an oven. For this, the
  • Vehicle wheels are passed from a coating station to an oven. Also vehicle wheels made of other materials, especially steel wheels, are treated in successive steps. Generally speaking, regardless of their material, vehicle wheels must be transferred from one workstation to another workstation.
  • Gripping units comprises a translation device, by means of which the pressing elements relative to the frame structure with a movement component are movable, which is parallel to the axis of rotation of a gripped vehicle wheel.
  • the relative position of at least one vehicle wheel along its axis of rotation and relative to another vehicle wheel can therefore be changed according to the invention, on the one hand, when it is already received by the handling module.
  • the pressing elements can be brought into a position before receiving a vehicle wheel, the structural irregularities of both the vehicle wheels and the handling module compensates itself, so that all vehicle wheels are largely touched the same contact points of the pressing elements.
  • two or more vehicle wheels of different types can be used with the handling module at the same time, as well as structural differences that are not based on tolerances can be compensated. It is particularly advantageous if the pressing elements by means of the translation device relative to the frame structure are coaxial with the axis of rotation of the gripped vehicle wheel movable. A parallel displacement of the moving vehicle wheel is thus excluded. A parallel displacement of the moving vehicle wheel is particularly undesirable when the vehicle wheels are stored in different work stations at defined distances from each other.
  • a plurality, preferably all, of the gripping units each comprise a translating device. In this way, the axial position of all of a gripping unit recorded vehicle wheels can be changed and adapted to each other.
  • the pressing elements of a first gripping unit are movable independently of the pressing elements of a second gripping unit.
  • the respective axial position of a plurality of vehicle wheels received by the handling device can be adjusted individually.
  • the gripping units are set up in such a way that vehicle grippers gripped by the gripping devices are aligned axially parallel to one another with respect to their axis of rotation. In this way, in a plane to ordered vehicle wheels can be quickly and efficiently absorbed by the handling device.
  • the pressing elements of a gripping unit are each supported by a rod element and designed as anpressteller, which can be pressed with its outer edge against an outer surface of a vehicle wheel. Due to the rod element with the Pressteller is a kind of piston unit formed, so that the position of the Anpresstellers can be adjusted hydraulically, electric motor or pneumatically.
  • a gripping unit For a safe handling of a vehicle wheel, a gripping unit comprises at least three rod elements with Anpressteller. Preferably, there are four such units.
  • the robot-assisted movement of the handling device and the gripping and dispensing a vehicle wheel can be adapted to the respective existing or expected vehicle wheels.
  • the sensor device is set up in such a way that each position of the pressing elements can be detected.
  • each position of the pressing elements can be detected.
  • not only one or a few important positions of the pressing elements can be detected, but rather all positions that can take the pressing elements.
  • Figure 1 is a top view of a handling module for
  • Figure 2 is a side view of the handling module of FIG.
  • FIG. 3 is a side view of the handling module of FIG.
  • FIG. 4 is a side view of the handling module of FIG 1 from the direction of view of the arrow V there, wherein in each case four Anpressteller a gripping unit are shown at different altitudes;
  • FIG. 5 schematically shows a multi-axis robotic arm, which is a
  • Handling module carries.
  • 10 denotes a handling module overall, with the aid of which only vehicle wheels 12 shown in FIG. 5 are handled in a system in which the surface of the vehicle wheels 12 is treated.
  • vehicle wheels 12 in particular aluminum alloy wheels, with the help of the handling module 10, for example, passed from a coating station to a furnace.
  • the handling module 10 is attached to a multi-axis handling robot 14, as it is known per se and is also illustrated schematically only in Figure 5, in which the handling module 10 is provided for clarity's sake only with a few reference numerals.
  • a coordinate system shown in each case in FIGS. 1 to 4 is connected in a rotationally fixed manner to the handling module 10, so that it moves with it in the space.
  • the z-direction points to the top, the x-direction to the left and the y-direction to the front.
  • the opposite direction defines it below, right and behind.
  • the handling module 10 comprises a frame structure 16 with a centrally arranged bearing block 18. This carries on its upper side a mounting flange 20, via which the handling module 10 can be coupled to the robot 14. On the side remote from the mounting flange 20 bottom of the bearing block 18 is connected to a central base portion 22 of a star-shaped support plate 24 which extends parallel to the mounting flange 20 in an xy plane. From the base portion 22 protrude two main webs 26a, 26b in the direction of forward and backward.
  • the main web 26 a is flanked on both sides by a respective narrow web 28 a and a narrow web 30 a, which extend radially from the base portion 22 of the support plate 24. Accordingly, the main web 26b is flanked to the right and to the left side by a respective narrow web 28b and a narrow web 30b.
  • the main web 26a carries with the narrow webs 28a and 30a a first, here front gripping unit 32a and the main web 26b carries with the narrow webs 28b and 30b, a second, here rear gripping unit 32b.
  • the handling module 10 is mirror-symmetrical to an xz plane S shown only in FIG. 1, which runs through the longitudinal axis of the bearing block 18.
  • the statements made above apply mutatis mutandis to the rear gripping unit 32b; their components bear the same reference numerals with the lowercase letter b instead of the lowercase letter a.
  • Front and rear and right and left directional indications of the front gripping unit 32a are reversed with respect to the rear gripping unit 32b, respectively.
  • the narrow webs 28a, 30a carry triangular frames 34a on their upper sides, as a result of which the frame structure 16 is stiffened overall, in order to counteract their distortion when the handling module 10 is in use.
  • the narrow webs 28a, 30a pass into a respective side web 36a and 38a, which extend parallel to one another in the y-direction, that is, to the front, in an xy-plane.
  • These side bars 36a, 38a carry on their upper side in each case a side wall 40a, 42a, which are each arranged in a yz plane.
  • the side cheeks 40a, 42a support two rail assemblies, a front rail assembly 44a and a rear rail assembly 46a, each having three rail bars, not specifically referenced herein and extending perpendicular to the side walls 40a, 42a.
  • two lower rail bars of a rail arrangement 44a, 46a extend in a common xy plane, while the third rail bar is arranged in an overlying xy plane.
  • the two respective lower rail bars of the rail arrangements 44a, 46a also extend in one and the same xy plane.
  • Carriages 48a and 50a pass on rail assemblies 44a, 46a, each carriage 48a, 50a having a front bearing portion coupled to the front rail assembly 44a and a rear bearing portion to the rear rail assembly 46a.
  • the carriages 48a, 50a each carry an electric motor 52a, by means of which they can be moved by motor along the rail arrangements 44a, 46a.
  • the two slides 48a and 50a are coupled to one another via a toothed rod 54a such that a movement of both slides 48a, 50a always takes place and this movement always takes place symmetrically to a yz plane M which runs through the longitudinal axis of the bearing block 18 , This yz plane is also shown only in FIG.
  • the carriages 48a, 50a each carry a bearing block 56a.
  • Each bearing jaw 56a supports a downwardly projecting rod 58a, which at its lower end coaxially carries an urging member 60a so as to extend in an xy plane.
  • the press-on plates 60a can press against the counter-surface-engaging outer wheel surface 62 (see FIG. 5) of a vehicle wheel 12 as a pressing element.
  • the press plates 60a may have different configurations. So they can be made of plastic and relatively thick when attacked at the Radschulter. On the other hand, they will tend to be flat when in contact with the wheel seat. When a freshly coated vehicle wheel 12 is to be gripped, the presser 60a will have a sharp outer edge so that there is only a small contact area between it and the vehicle wheel 12.
  • each gripping unit 32a, 32b four bearing jaws 56a with rod 58a and An ⁇ pressteller 60a. In principle, it is sufficient if only three of these arrangements per gripping unit 32a, 32b are present.
  • Each rod 58a with the Anpressteller 60a is slidably mounted by the associated bearing block 56a up and down in a not specifically provided with a reference Füh ⁇ guide channel.
  • each bearing jaw 56a carries its own electric motor 64a, which is coupled to the respective rod 58a, so that it can be moved by motor up or down.
  • the bearing jaws 56a with the rods 58a with Anpressteller 60a and the electric motors 64a, a translation means 66a by means of which the grasped by the gripping unit 32a vehicle wheel 12 with respect to the frame structure 16 is movable with a movement component which is parallel to the axis of rotation R of the gripped vehicle wheel 12 is (see Figure 5).
  • the axial position of the vehicle wheel 12 can be adjusted relative to the frame structure 16.
  • a vehicle wheel 12 gripped by the handling module 10 can be moved coaxially with its axis of rotation R.
  • the axis of rotation R of a gripped by the gripping vehicle 12 extends parallel to the z-direction.
  • a gripping device 66a, 66b is associated with both gripping devices 32a, 32b. If necessary, it may be sufficient if only one translation device 66a or 66b is present.
  • the frame structure 16 also carries two sensor devices 68a and 68b, which are each associated with a gripping unit 32a or 32b. With their help, the position of the Anpressteller 60a, 60b of a respective gripping unit 32a, 32b relative to the frame structure 16 and thus relative to each other are detected.
  • sensor techniques can be used, as known from the prior art. By way of example, magnetostrictive sensors may be mentioned here.
  • the carriages 48a, 50a and 48b, 50b are respectively moved away from each other on the rail arrangements 44a, 46a and 44b, 46b by means of the associated electric motors 52a, 52b, so that the actuators 60a, 60b likewise move away from each other until there are four interacting pressure actuators 60a and 60b can receive a vehicle wheel 12 between them.
  • the sensor devices 68a, 68b while the position of the Anpressteller 60a, 60b is monitored so that they can be brought into a position in which they can be performed while maintaining a minimum safety distance via a vehicle wheel 12.
  • the travel paths of the presser plates 60a, 60b or of the slides 48a, 48b and 50a, 50b can be optimized such that no superfluous movement of the components involved takes place.
  • the speed of the gripping movement of the presser plates 60a, 60b can be adjusted to whether an uncoated or a coated vehicle wheel 12 is to be gripped.
  • the movement of the Anpressteller 60a, 60b to be executed for this purpose can be carried out significantly faster than in the case of a coated vehicle wheel 12, in which the movement is correspondingly slow, so as not to affect the coating.
  • the robot-assisted movement of the handling module 10 can be done very quickly. If e.g. Vehicle wheels 12 are gripped by the handling module 10, which are provided with a fresh powder coating, the movement of the handling module 10 by the robot 14, however, takes place relatively slowly, so that no influence on the fresh coating is taken.
  • the handling module 10 cooperates with a central controller, not specifically shown, from which it receives data about the type of vehicle wheels 12 to be gripped next.
  • a central controller not specifically shown, from which it receives data about the type of vehicle wheels 12 to be gripped next.
  • the Anpressteller 60a, 60b are already moved in advance in the appropriate position, whereby the access time to the vehicle wheels 12 is optimized accordingly.
  • the handling module 10 is guided by the robot 14 via two correspondingly positioned vehicle wheels 12 until the Anpressteller 60a, 60b respectively surrounding the outer surface 62 of the respective vehicle wheel 12 in the circumferential direction.
  • the gripping units 32a, 32b are thus set up in such a way that vehicle wheels 12 gripped by the gripping devices 32a, 32b are aligned parallel to one another with respect to their axis of rotation R.
  • one of a gripping unit 32a or 32b gripped vehicle 12 are moved individually and independently of the other vehicle 12 in the direction of its axis of rotation R. In this way, tolerances can be compensated in two recorded by the handling module 10 vehicle wheels 12, which cause the vehicle wheels 12 specify different storage levels in which they must be passed to another workstation.
  • a plurality of handling modules 10 may be attached to a kind of supporting rake, which in turn is coupled to the robot 14.
  • the robot 14 two, three, four or even more handling modules 10 lead simultaneously, which four, six, eight or a corresponding number of vehicle wheels 12 can be handled simultaneously.
  • all vehicle wheels 12 can likewise be moved individually into a position along their respective axis of rotation R.
  • the handling module described above is constructed in a modular fashion.
  • the bearing jaws 56a, 56b and all associated components are identical and can thus be replaced at all points as a whole. This can reduce maintenance and service costs.

Abstract

Ein Handhabungsmodul zum Handhaben von Fahrzeugrädern in einer Anlage zu deren Oberflächenbehandlung hat wenigstens zwei von einer Rahmenstruktur (16) getragenen Greifeinheiten (32a, 32b), von denen jede mehrere Anpresselemente (60a, 60b) umfasst, die an eine oder mehre Gegenflächen (62) eines einzelnen Fahrzeugrades (12) anpressbar sind. Wenigstens eine der Greifeinheiten (32a, 32b) umfasst eine Translationseinrichtung (66a, 66b), mittels welcher die Anpresselemente (60a, 60b) gegenüber der Rahmenstruktur (16) mit einer Bewegungskomponente bewegbar sind, die parallel zur Rotationsachse (R) eines gegriffenen Fahrzeugrades (12) ist.

Description

Handhabungsmodul zum Handhaben von Kraftfahrzeugrädern
Die Erfindung betrifft ein Handhabungsmodul zum Handhaben von Fahrzeugrädern in einer Anlage zu deren Oberflächenbehandlung mit wenigstens zwei von einer Rahmenstruktur getragenen Greifeinheiten, von denen jede mehrere Anpresselemente umfasst, die an eine oder mehrere Gegenflächen eines einzelnen Fahrzeugrades anpressbar sind.
Leichtmetallräder von Kraftfahrzeugen, die gebräuchlich als Leichtmetallfelgen bezeichnet werden, werden in Oberflächenbehandlungsanlagen mit einem Pulver oder einem anderen Be- schichtungsmaterial beschichtet. Anschließend wird die Be- Schichtung in einem Ofen eingebrannt. Hierzu müssen die
Fahrzeugräder von einer Beschichtungsstation an einen Ofen übergeben werden. Auch Fahrzeugräder aus anderen Materialien, insbesondere Stahlräder, werden in aufeinander folgenden Arbeitsschritten behandelt. Allgemein ausgedrückt müssen Fahrzeugräder unabhängig von ihrem Material von einer Arbeitsstation an eine andere Arbeitsstation übergeben werden.
Hierzu werden vom Markt her bekannte Handhabungsmodule der eingangs genannten Art verwendet, die zu diesem Zweck an ei- nem mehrachsigen Roboterarm befestigt sind, so das die Übergabe mit möglichst vielen Bewegungsfreiheitsgraden erfolgen kann .
Bei bekannten Handhabungsgeräten sind alle hiervon aufgenom- menen Fahrzeugräder gegenüber dem Handhabungsgerät stationär gehalten; eine nachträgliche Änderung der Lage der Fahrzeugräder gegenüber beispielsweise der Rahmenstruktur ist nicht möglich . Jedes Fahrzeugrad weist jedoch bauliche Toleranzen auf, die dazu führen können, dass die Bauhöhe zweier zugleich von dem Handhabungsmodul gegriffenen Fahrzeugräder unterschiedlich ist. Dies kann zur Folge haben, dass die Übergabe von einem Arbeitsbereich an einen Nächsten nicht so genau erfolgt, wie es wünschenswert ist. Wenn Fahrzeugräder beispielsweise auf horizontale Tragstrukturen abgelegt werden, sollen die Auflagebereiche der Fahrzeugräder, mit denen sie auf diese Tragstrukturen abgelegt werden, im Idealfall in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Handhabungsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches diesen Gedanken Rechnung trägt.
Diese Aufgabe wird bei einem Handhabungsgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens eine der
Greifeinheiten eine Translationseinrichtung umfasst, mittels welcher die Anpresselemente gegenüber der Rahmenstruktur mit einer Bewegungskomponente bewegbar sind, die parallel zur Rotationsachse eines gegriffenen Fahrzeugrades ist.
Durch diese Maßnahme kann erfindungsgemäß somit zum einen die Relativlage wenigstens eines Fahrzeugrades entlang seiner Rotationsachse und gegenüber einem weiteren Fahrzeugrad verändert werden, wenn es bereits von dem Handhabungsmodul aufgenommen ist. Zum anderen können die Anpresselemente vor der Aufnahme eines Fahrzeugrades in eine Position gebracht werden, die bauliche Ungleichmäßigkeiten sowohl der Fahrzeugräder als auch des Handhabungsmoduls an sich ausgleicht, so dass alle Fahrzeugräder weitgehend den gleichen Anpressstellen von den Anpresselementen berührt werden. Darüber hinaus können auch zwei oder mehr Fahrzeugräder unterschiedlichen Typs mit dem Handhabungsmodul zugleich gegriffen werden, da auch bauliche Unterschiede, die nicht auf Toleranzen beruhen, ausgeglichen werden können. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Anpresselemente mittels der Translationseinrichtung gegenüber der Rahmenstruktur koaxial zur Rotationsachse des gegriffenen Fahrzeugrades bewegbar sind. Eine Parallelverschiebung des bewegten Fahrzeugrades ist damit ausgeschlossen. Eine Parallelverschiebung des bewegten Fahrzeugrades ist insbesondere dann unerwünscht, wenn die Fahrzeugräder in verschiedenen Arbeitsstationen in definierten Abständen zueinander abgelegt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn mehrere, vorzugsweise alle, der Greifeinheiten jeweils eine Translationseinrichtung umfassen. Auf diese Weise kann die Axiallage aller von jeweils einer Greifeinheit aufgenommenen Fahrzeugräder verändert un aneinander angepasst werden.
Vorzugsweise sind die Anpresselemente einer ersten Greifein heit unabhängig von den Anpresselementen einer zweiten Greifeinheit bewegbar. So kann die jeweilige Axiallage mehrerer von dem Handhabungsgerät aufgenommener Fahrzeugräder individuell eingestellt werden.
Es ist günstig, wenn die Greifeinheiten derart eingerichtet sind, dass von den Greifeinrichtungen gegriffene Fahrzeugrä der bezogen auf ihre Rotationsachse achsparallel zueinander ausgerichtet sind. Auf diese Weise können in einer Ebene an geordnete Fahrzeugräder schnell und effizient von dem Handhabungsgerät aufgenommen werden.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn di Anpresselemente einer Greifeinheit jeweils von einem Stangenelement getragen und als Anpressteller ausgebildet sind, die mit ihrem Außenrand an eine Außenfläche eines Fahrzeugrades anpressbar sind. Durch das Stangenelement mit dem An- pressteller ist eine Art Kolbeneinheit gebildet, so dass die Lage des Anpresstellers hydraulisch, elektromotorisch oder pneumatisch verstellt werden kann.
Für eine sichere Handhabung eines Fahrzeugrades umfasst eine Greifeinheit wenigstens drei Stangenelemente mit Anpressteller. Vorzugsweise sind vier solche Einheiten vorhanden.
Wenn wenigstens eine Lage der Anpresselemente gegenüber der Rahmenstruktur mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung erfassbar ist, kann der robotergestützte Bewegungsablauf des Handhabungsgerät und das Greifen sowie das Abgeben eines Fahrzeugrades an die jeweils vorhandenen oder zu erwartenden Fahrzeugräder angepasst werden.
Dabei ist es besonders günstig, wenn die Sensoreinrichtung derart eingerichtet, das jede Lage der Anpresselemente erfassbar ist. Somit können nicht nur eine oder einige wenige wichtige Stellungen der Anpresselemente erfasst werden, sondern vielmehr alle Stellungen, welche die Anpresselemente einnehmen können.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Figur 1 eine Ansicht von oben auf ein Handhabungsmodul zum
Handhaben von Fahrzeugrädern;
Figur 2 eine Seitenansicht des Handhabungsmoduls von Figur
1 aus Blickrichtung des dortigen Pfeils II;
Figur 3 eine Seitenansicht des Handhabungsmoduls von Figur
1 aus Blickrichtung des dortigen Pfeils III;
Figur 4 eine Seitenansicht des Handhabungsmoduls von Figur 1 aus Blickrichtung des dortigen Pfeils V, wobei jeweils vier Anpressteller einer Greifeinheit in unterschiedlichen Höhenlagen gezeigt sind;
Figur 5 schematisch einen mehrachsigen Roboterarm, der ein
Handhabungsmodul trägt.
In Figur 1 ist mit 10 insgesamt ein Handhabungsmodul bezeichnet, mit dessen Hilfe lediglich in Figur 5 gezeigte Fahrzeugräder 12 in einer Anlage gehandhabt werden, in der die Oberfläche der Fahrzeugräder 12 behandelt wird. Dort werden Fahrzeugräder 12, insbesondere Leichtmetallräder aus Aluminium, mit Hilfe des Handhabungsmoduls 10 beispielsweise von einer Beschichtungsstation an einen Ofen übergeben.
Hierzu ist das Handhabungsmodul 10 an einem mehrachsigen Handhabungsroboter 14 befestigt, wie er an und für sich bekannt ist und ebenfalls nur in Figur 5 schematisch veranschaulicht ist, in der das Handhabungsmodul 10 der Übersichtlichkeit halber insgesamt nur mit einigen Bezugszeichen versehen ist.
Ein jeweils in den Figuren 1 bis 4 gezeigtes Koordinatensystem sei drehfest mit dem Handhabungsmodul 10 verbunden, so dass es sich mit diesem im Raum mitbewegt. Hierbei weise die z-Richtung nach oben, die x-Richtung links und die y- Richtung nach vorne. Die jeweils entgegengesetzte Richtung definiere damit unten, rechts und hinten.
Das Handhabungsmodul 10 umfasst eine Rahmenstruktur 16 mit einem zentral angeordneten Lagerblock 18. Dieser trägt an seiner Oberseite einen Befestigungsflansch 20, über den das Handhabungsmodul 10 mit dem Roboter 14 gekoppelt werden kann . Auf der dem Befestigungsflansch 20 abliegenden Unterseite ist der Lagerblock 18 mit einem zentralen Basisabschnitt 22 einer sternförmigen Tragplatte 24 verbunden, die parallel zum Befestigungsflansch 20 in einer xy-Ebene verläuft. Von dem Basisabschnitt 22 ragen zwei Hauptstege 26a, 26b in Richtung nach vorne und nach hinten ab.
Der Hauptsteg 26a ist zu beiden Seiten von jeweils einem Schmalsteg 28a und einem Schmalsteg 30a flankiert, die radial von dem Basisabschnitt 22 der Tragplatte 24 abgehen. Entsprechend ist der Hauptsteg 26b zur rechten und zur linken Seite von jeweils einem Schmalsteg 28b und einem Schmalsteg 30b flankiert.
Der Hauptsteg 26a trägt mit den Schmalstegen 28a und 30a eine erste, hier vordere Greifeinheit 32a und der Hauptsteg 26b trägt mit den Schmalstegen 28b und 30b eine zweite, hier hintere Greifeinheit 32b.
Das Handhabungsmodul 10 ist zu einer nur in Figur 1 gezeigten xz-Ebene S spiegelsymmetrisch, die durch die Längsachse des Lagerblocks 18 verläuft. Nachfolgend wird lediglich auf die vordere Greifeinheit 32a eingegangen. Das hierzu Gesagte gilt sinngemäß entsprechend für die hintere Greifeinheit 32b; deren Komponenten tragen dieselben Bezugzeichen mit dem Kleinbuchstaben b anstelle des Kleinbuchstabens a. Zu der vorderen Greifeinheit 32a genannte Richtungsangaben vorne und hinten sowie rechts und links kehren sich in Bezug auf die hintere Greifeinheit 32b jeweils um.
Die Schmalstege 28a, 30a tragen auf ihrer Oberseite jeweils Dreiecksrahmen 34a, wodurch die Rahmenstruktur 16 insgesamt versteift ist, um deren Verwindung bei Gebrauch des Handhabungsmoduls 10 entgegenzuwirken. An ihren freien Enden gehen die Schmalstege 28a, 30a in jeweils einen Seitensteg 36a und 38a über, die sich parallel zueinander in y-Richtung, also nach vorne, in einer xy-Ebene erstrecken. Diese Seitenstege 36a, 38a tragen auf ihrer Oberseite jeweils eine Seitenwange 40a, 42a, die jeweils in einer yz-Ebene angeordnet sind.
Die Seitenwangen 40a, 42a lagern zwei Schienenanordnungen, eine vordere Schienenanordnung 44a und eine hintere Schienenanordnung 46a, mit jeweils drei Schienenstäben, die hier nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen sind und sich senkrecht zu den Seitenwangen 40a, 42a erstrecken. Dabei verlaufen zwei untere Schienenstäbe einer Schienenanordnung 44a, 46a in einer gemeinsamen xy-Ebene, während der dritte Schienenstab in einer darüber liegenden xy-Ebene angeordnet ist. Die beiden jeweils unteren Schienenstäbe der Schienenanordnungen 44a, 46a verlaufen zudem in ein und derselben xy-Ebene .
Auf den Schienenanordnungen 44a, 46a laufen Schlitten 48a und 50a, wobei jeder Schlitten 48a, 50a mit einem vorderen Lagerabschnitt mit der vorderen Schienenanordnung 44a und mit einem hinteren Lagerabschnitt mit der hinteren Schienenanordnung 46a gekoppelt ist. Die Schlitten 48a, 50a führen jeweils einen Elektromotor 52a mit sich, durch welchen sie motorisch entlang der Schienenanordnungen 44a, 46a verfahren werden können.
Die beiden Schlitten 48a und 50a sind dabei über ein Zahngestänge 54a derart miteinander gekoppelt, dass stets eine Bewegung beider Schlitten 48a, 50a erfolgt und diese Bewegung stets symmetrisch zu einer yz-Ebene M erfolgt, die durch die die durch die Längsachse des Lagerblocks 18 verläuft. Diese yz-Ebene ist ebenfalls nur in Figur 1 gezeigt. An ihren gegenüberliegenden Enden tragen die Schlitten 48a, 50a jeweils eine Lagerbacke 56a. Jede Lagerbacke 56a lagert ihrerseits eine nach unten abragende Stange 58a, die an ihrem unteren Ende koaxial einen Anpressteller 60a trägt, so dass dieser in einer xy-Ebene verläuft. Die Anpressteller 60a können als Anpresselement gegen die als Gegenfläche dienende Radaußenfläche 62 (vgl. Figur 5) eines Fahrzeugrads 12 anpressen . Die Anpressteller 60a können je nach Einsatzzweck des Handhabungsmoduls 10 und abhängig davon, wo sie an der Radaußenfläche 62 des Fahrzeugrades 12 angreifen, verschiedene Ausbildungen haben. So können sie aus Kunststoff und verhältnismäßig dick sein, wenn an der Radschulter angegriffen wird. Dagegen werden sie bei einem Kontakt im Bereich des Radsitzes eher flach ausfallen. Wenn ein frisch beschichtetes Fahrzeugrad 12 gegriffen werden soll, wird der Anpressteller 60a einen scharfen Außenrand haben, so dass es nur eine kleine Kontaktfläche zwischen ihm und dem Fahrzeugrad 12 gibt.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel umfass jede Greifeinheit 32a, 32b vier Lagerbacken 56a mit Stange 58a und An¬ pressteller 60a. Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn nur drei dieser Anordnungen pro Greifeinheit 32a, 32b vorhanden sind .
Jede Stange 58a mit dem Anpressteller 60a ist von der zugehörigen Lagerbacke 56a nach oben und unten verschiebbar in einem nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehenen Füh¬ rungskanal gelagert. Zudem führt jede Lagerbacke 56a einen eigenen Elektromotor 64a mit sich, der mit der jeweiligen Stange 58a gekoppelt ist, so dass diese motorisch nach oben oder unten verschoben werden kann. Auf diese Weise bilden die Lagerbacken 56a mit den Stangen 58a mit Anpressteller 60a und den Elektromotoren 64a eine Translationseinrichtung 66a, mittels welcher das von der Greifeinheit 32a gegriffene Fahrzeugrad 12 gegenüber der Rahmenstruktur 16 mit einer Bewegungskomponente bewegbar ist, die parallel zur Rotationsachse R des gegriffenen Fahrzeugrades 12 ist (siehe Figur 5) . Hierdurch kann die Axiallage des Fahrzeugrads 12 bezogen auf die Rahmenstruktur 16 eingestellt werden. Konkret kann ein von dem Handhabungsmodul 10 gegriffenes Fahrzeugrad 12 koaxial zu seiner Rotationsachse R bewegt werden.
Die Rotationsachse R eines von der Greifeinheit gegriffenen Fahrzeugrades 12 verläuft dabei parallel zur z-Richtung.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beiden Greifeinrichtungen 32a, 32b eine Translationseinrichtung 66a, 66b zugeordnet. Gegebenenfalls kann es ausreichen, wenn nur eine Translationseinrichtung 66a oder 66b vorhanden ist.
Die Rahmenstruktur 16 trägt zudem noch zwei Sensoreinrichtungen 68a und 68b, die jeweils einer Greifeinheit 32a bzw. 32b zugeordnet sind. Mit deren Hilfe kann die Stellung der Anpressteller 60a, 60b einer jeweiligen Greifeinheit 32a, 32b relativ zur Rahmenstruktur 16 und damit relativ zueinander erfasst werden. Hierzu können Sensortechniken verwendet werden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beispielhaft seien hier magnetorestriktive Sensoren genannt.
Dadurch, dass die Sensoreinrichtungen 68a, 68b von den Anpresstellern 60a, 60b und damit auch von den von diesen gegriffenen Fahrzeugrädern 12 entfernt an der Rahmenstruktur 16 angebracht sind, ist die Gefahr einer Verschmutzung der Sensoreinrichtungen 68a, 68b verringert. Insgesamt sind bei dem Handhabungsmodul 10 alle schmutzempfindlichen Komponenten, wie insbesondere die Lagerung der beweglichen Bauteile, im von den Anpresstellern 60a, 60b abliegenden Bereich der Rahmenstruktur 16 vorgesehen.
Mit dem Handhabungsmodul 10 werden jeweils zwei Fahrzeugräder 12 gleichzeitig gegriffen. Hierzu werden die Schlitten 48a, 50a und 48b, 50b jeweils mittels der zugehörigen Elektromotoren 52a, 52b auf den Schienenanordnungen 44a, 46a und 44b, 46b so weit voneinander wegbewegt, dass die Anpressteller 60a, 60b sich ebenfalls voneinander entfernen, bis jeweils vier zusammenarbeitende Anpressteller 60a bzw. 60b ein Fahrzeugrad 12 zwischen sich aufnehmen können. Durch die Sensoreinrichtungen 68a, 68b wird dabei die Stellung der Anpressteller 60a, 60b überwacht, so dass diese in eine Position gebracht werden können, bei der sie unter Einhalten eines minimalen Sicherheitsabstandes über ein Fahrzeugrad 12 geführt werden können.
Durch die Sensoreinrichtungen 68a, 68b können die Verfahrwe- ge der Anpressteller 60a, 60b bzw. der Schlitten 48a, 48b und 50a, 50b so optimiert werden, dass keine überflüssige Bewegung der beteiligten Komponenten erfolgt.
Insbesondere kann die Geschwindigkeit der Greifbewegung der Anpressteller 60a, 60b darauf abgestimmt werden, ob ein unbeschichtetes oder ein beschichtetes Fahrzeugrad 12 gegriffen werden soll. Bei einem unbeschichteten Fahrzeugrad 12 kann die hierzu auszuführende Bewegung der Anpressteller 60a, 60b bedeutend schneller ausgeführt werden als im Fall eines beschichteten Fahrzeugrades 12, bei dem die Bewegung entsprechend langsam erfolgt, um die Beschichtung nicht zu beinträchtigen .
In dem Fall, dass ein leeres Handhabungsmodul 10 zwei Fahr- - 11 -
zeugräder 12 aufnehmen soll oder zwei noch nicht behandelte Fahrzeugräder 12 angenommen sind, kann die robotergestützte Bewegung des Handhabungsmoduls 10 sehr rasch erfolgen. Wenn z.B. Fahrzeugräder 12 von dem Handhabungsmodul 10 gegriffen sind, die mit einer frischen Pulverbeschichtung versehen sind, erfolgt die Bewegung des Handhabungsmoduls 10 durch den Roboter 14 dagegen verhältnismäßig langsam, so dass kein Einfluss auf die frische Beschichtung genommen wird.
Das Handhabungsmodul 10 arbeitet mit einer nicht eigens gezeigten Zentralsteuerung zusammen, von der es Daten über die Art der als nächstes zu greifenden Fahrzeugräder 12 erhält. Hierdurch können die Anpressteller 60a, 60b bereits im Vorfeld in die geeignete Position verfahren werden, wodurch die Zugriffszeit auf die Fahrzeugrädern 12 entsprechend optimiert wird.
Dann wird das Handhabungsmodul 10 mittels der Roboters 14 über zwei entsprechend positionierte Fahrzeugräder 12 geführt, bis die Anpressteller 60a, 60b jeweils die Außenfläche 62 des jeweiligen Fahrzeugrads 12 in Umfangsrichtung umgeben .
Sodann werden die Paare aus den Schlitten 48a, 50a und 48b, 50b wieder aufeinander zu bewegt, wobei eine Zentrierung der Fahrzeugräder 12 bezogen auf die Mittelebene M automatisch auf Grund der Zahnstangen 54a, 54b erfolgt.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Greifeinheiten 32a, 32b somit derart eingerichtet, dass von den Greifeinrichtungen 32a, 32b gegriffene Fahrzeugräder 12 bezogen auf ihre Rotationsachse R achsparallel zueinander ausgerichtet sind.
Durch die Translationseinrichtungen 66a und 66b kann ein von einer Greifeinheit 32a oder 32b gegriffenes Fahrzeugrad 12 individuell und unabhängig von dem anderen Fahrzeugrad 12 in Richtung seiner Rotationsachse R verschoben werden. Auf diese Weise können Toleranzen bei zwei von dem Handhabungsmodul 10 aufgenommenen Fahrzeugrädern 12 ausgeglichen werden, die dazu führen, dass die Fahrzeugräder 12 verschieden Ablageniveaus vorgeben, in denen sie an eine weitere Arbeitsstation übergeben werden müssen.
In einer hier nicht eigens gezeigten Abwandlung können mehrere Handhabungsmodule 10 an einer Art Tragrechen befestigt sein, der seinerseits mit dem Roboter 14 gekoppelt ist. Auf diese Weise kann der Roboter 14 zwei, drei, vier oder auch mehr Handhabungsmodule 10 gleichzeitig führen, wodurch vier, sechs, acht bzw. eine entsprechende Anzahl an Fahrzeugräder 12 zugleich gehandhabt werden können. Dabei können ebenfalls alle Fahrzeugräder 12 individuell in eine Position entlang ihrer jeweiligen Rotationsachse R verfahren werden.
Insgesamt ist das oben beschriebene Handhabungsmodul an sich modulartig aufgebaut. Die Lagerbacken 56a, 56b und alle zugehörige Komponenten sind jeweils baugleich und können somit an allen Stellen als Ganzes ausgetauscht werden. Hierdurch können Instandhaltungs- und Wartungskosten gesenkt werden.

Claims

Patentansprüche
Handhabungsmodul zum Handhaben von Fahrzeugrädern in einer Anlage zu deren Oberflächenbehandlung mit wenigstens zwei von einer Rahmenstruktur (16) getragenen Greifeinheiten (32a, 32b), von denen jede mehrere Anpresselemente (60a, 60b) umfasst, die an eine oder mehrere Gegenflächen (62) eines einzelnen Fahrzeugrades (12) anpressbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Greifeinheiten (32a, 32b) eine
Translationseinrichtung (66a, 66b) umfasst, mittels welcher die Anpresselemente (60a, 60b) gegenüber der Rahmenstruktur (16) mit einer Bewegungskomponente bewegbar sind, die parallel zur Rotationsachse (R) eines gegriffenen Fahrzeugrades (12) ist.
Handhabungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresselemente (60a, 60b) mittels der Translationseinrichtung (66a, 66b) gegenüber der Rahmenstruktur (16) koaxial zur Rotationsachse (R) des gegriffenen Fahrzeugrades (12) bewegbar sind.
Handhabungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise alle, der Greifeinheiten (32a, 32b) jeweils eine Translationseinrichtung (66a, 66b) umfassen.
Handhabungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresselemente (60a, 60b) einer ersten Greifeinheit (32a, 32b) unabhängig von den Anpresselementen (60b, 60a) einer zweiten Greifeinheit (32b, 32a) bewegbar sind.
Handhabungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinheiten (32a, 32b) derart eingerichtet sind, dass von den Greifeinrichtun- gen (32a, 32b) gegriffene Fahrzeugräder (12) bezogen auf ihre Rotationsachse (R) achsparallel zueinander ausgerichtet sind.
Handhabungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresselemente (60a, 60b) einer Greifeinheit (32a, 32b) jeweils von einem Stangenelement (58) getragen und als Anpressteller ausgebildet sind, die mit ihrem Außenrand an eine Außenfläche (62) eines Fahrzeugrades (12) anpressbar sind.
Handhabungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Greifeinheit (32a, 32b) wenigstens drei Stangenelemente (58a, 58b) mit Anpressteller (60a, 60b) umfasst .
Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das wenigstens eine Lage der Anpresselemente (60a, 60b) gegenüber der Rahmenstruktur (16) mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung (68a, 68b) erfassbar ist.
Handhabungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (68a, 68b) derart eingerichtet, das jede Lage der Anpresselemente (60a, 60b) erfassbar ist.
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