DE2802738A1 - Workpiece lifting manipulating equipment - has shaft in main jib head coupling auxiliary jib to slewing axis - Google Patents
Workpiece lifting manipulating equipment - has shaft in main jib head coupling auxiliary jib to slewing axisInfo
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Abstract
Description
HandhabungsgerätHandling device
Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät zum Handhaben - Aufnehmen, Transportieren, Ablegen - von Werkstücken, bestehend aus einem Ständer, an dem um eine feste Achse ein im allgemeinen höhenverstellbarer Ausleger verschwenkbar angeordnet ist, an dessen Spitze sich der Werkstückträger befindet.The invention relates to a handling device for handling - picking up, Transporting, storing - of workpieces, consisting of a stand on which to a fixed axis a generally height-adjustable boom pivotably arranged is, at the tip of which the workpiece carrier is located.
Derartige Handhabungsgeräte werden beispielsweise an Werkzeugmaschinen benötigt, insbesondere zum Beschicken von solchen Maschinen. Hierbei wird das Werkstück an einem Stapelplatz erfaßt, in die Arbeitsmaschinen eingelegt und nach beendeter Bearbeitungs-Operation wiederum durch das gleiche oder ein weiteres Handhabungsgerät aus der Maschine entfernt und außerhalb abgelegt.Such handling devices are used, for example, on machine tools required, especially for loading such machines. This is where the workpiece detected at a stacking location, inserted into the work machines and after the end Machining operation again by the same or another handling device removed from the machine and stored outside.
Das Werkstück beschreibt hierbei, bei der angeführten Konstruktion derartiger Handhabungsgeräte, einen Kreisbogen, was selbstverständlich voraussetzt, daß der gesamte Schwenkbereich des Auslegers einschließlich des daran befestigten Werkstückträgers mit Werkstück frei ist. Ist dies, wie beispielsweise fast stets bei Pressen mit den schweren, dort vorgesehenen Pressenständern, nicht der Fall, so muß eine zusätzliche Bewegung des Werkstücks durchgeführt werden, um den Schwenkbereich zu verändern bzw. zu verkleinern. Abgesehen von der Hubbewegung des Auslegers, die in aller Regel nicht ausreicht, um bei beengten Platzverhältnissen das Handhabungsprogramm durchzuführen, wird zur Verkleinerung des Schwenkbereichs der Ausleger teleskopartig verkürzt. Es erfolgt also, nach dem Erfassen des Werkstücks, im allgemeinen eine Hubbewegung, danach eine teleskopartige Verkürzung des Auslegers, sodann die Verschwenkbewegung des Auslegers, eine teleskopartige Verlängerung des Auslegers sowie dessen Absenken. Diese Vielzahl von Operationen bedingt nicht nur eine aufwendige Bauart des Handhabungsgerätes, sondern auch eine verhältnismäßig komplizierte Steuerung, die dadurch auch entsprechend störanfällig ist.The workpiece describes here in the construction mentioned such handling devices, an arc of a circle, which of course presupposes that the entire pivoting range of the boom including the attached Workpiece carrier with workpiece is free. Is this, as is almost always the case, for example not the case for presses with the heavy press stands provided there, so an additional movement of the workpiece must be carried out to the swivel range to change or to reduce. Apart from the lifting movement of the boom, the as a rule is not sufficient for the handling program in confined spaces perform, the boom is telescopic to reduce the swivel range shortened. After the workpiece has been detected, there is generally a Lifting movement, then a telescopic shortening of the boom, then the pivoting movement of the boom, a telescopic extension of the boom and its lowering. This multitude of operations not only requires a complex design of the handling device, but also a relatively complicated control system, which is also accordingly is prone to failure.
Bei manchen Handhabungsvorgängen wird gefordert, daß das Werkstück geradlinig einer bestimmten Stelle, im allgemeinen einer Arbeitsmaschine, zugeführt bzw. derselben entnommen wird. Diese geradlinige Bewegung ist entweder durch die Platzverhältnisse bedingt oder auch dadurch, daß während des Werkstücktransportes durch das Handhabungsgerät weitere Operationen am Werkstück, beispielsweise Kontrolloperationen, vorgenommen werden sollen.In some handling operations it is required that the workpiece in a straight line to a specific point, generally a work machine or the same is taken. This rectilinear movement is through either the Space conditions or the fact that during the workpiece transport further operations on the workpiece through the handling device, for example control operations, should be made.
Ein derartiger linearer Transport ist mit den einfachen oben beschriebenen Handhabungsgeräten jedoch nicht möglich. Auch hier mußte bisher auf komplizierte bzw. sperrige Manipulier-Anlagen zurückgegriffen werden.Such linear transport is with the simple ones described above Handling devices, however, not possible. Here, too, had to be complicated so far or bulky manipulation systems can be used.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Handhabungsgerät anzugeben, das es gestattet, ausgehend von dem beschriebenen einfachen Handhabungsgerät mit verschwenkbarem Ausleger, Werkstücke in einer von der Kreisbahn des Auslegers abweichenden Bahn,bevorzugt auch in linearer Bahn, zu transportieren, wobei das Handhabungsgerät auch unter beengten Platzverhältnissen einzusetzen sein muß. Erreicht wird dies in erfindungsgemäßer Weise dadurch, daß zwischen Ausleger und Werkstückträger ein Hilfsausleger angeordnet ist, der mittels einer in der Auslegerspitze parallel zu der festen Ständerachse angeordneten Welle verschwenkbar ist und daß die Welle über Kraftübertragungsmittel mit wählbarer Ubersetzung mit der festen Ständerachse verbunden ist.The object of the invention is to provide a handling device that it allows, based on the simple handling device described with a pivotable Boom, workpieces in a path deviating from the circular path of the boom, preferred can also be transported in a linear path, with the handling device also under must be used in confined spaces. This is achieved in accordance with the invention Way in that an auxiliary boom is arranged between the boom and workpiece carrier is, which by means of a in the boom tip parallel to the fixed column axis arranged shaft is pivotable and that the shaft via power transmission means is connected to the fixed stator axis with a selectable ratio.
Durch die Anordnung des Hilfsauslegers an dem Ausleger kann dem Werkstückträger und damit auch dem Werkstück eine zusätzliche Bewegung zu der Kreisbahn, die der Ausleger beschreibt, vermittelt werden. Diese zusätzliche Bewegung kann dazu ausgenutzt werden, um mit dem Hilfsausleger in enge Durchlässe an Bearbeitungsmaschinen einzugreifen, um so das Handhabungsgerät auch unter diesen beengten Verhältnissen einsetzen zu können, wie auch dazu, das Werkstück in einer bestimmten, zuvor festgelegten Bahn zu transportieren. Diese Vorteile ergeben sich bei dem Handhabungsgerät nach der Erfindung ohne ;jegliche zusätzlichen Steuerungsmittel, da der Antrieb des Hilfsauslegers über die Kraftübertragungsmittel durch die Verschwenkbewegung des Auslegers erfolgt. Hierbei kann durch die Wahl der Ubersetzung zwischen der Ständerachse und der Welle wie auch durch die Länge von Ausleger und Rilfsausleger den jeweiligen Platzverhältnissen ebenso Sorge getragen wie auch die gewünschte Bahn-des Werkstückes bewirkt werden. So kann durch entsprechende Bemessung eine praktisch geradlinige Hin- und Herbewegung des Werkstückes durchgeführt werden wie auch, bei höheren Übersetzungszahlen, eine Bewegung entlang von Polygonen, deren abgerundete Ecken durch Gerade verbunden sind. Die Werkstücke können somit wiederum auf einer geraden Bahn zwischen diesen Abrundungen bewegt werden oder auch über diese Wendepunkte hinweg, was durch deren kontinuierliche Krümmung unschwer möglich ist. Durchweg gekrümmte, und zwar vom Ständer aus gesehen sowohl konkav wie auch konvex gekrümmte Bahnen, ergeben sich bei entsprechendem Längenverhältnis von Ausleger zu Hilfsausleger in Verbindung mit dem gewahlten Ubersetzungsverhältnis.By arranging the jib on the boom, the workpiece carrier and thus also the workpiece an additional movement to the circular path that the Exploiter describes, to be conveyed. This additional movement can be used for this purpose in order to use the jib to reach into narrow passages on processing machines, in order to use the handling device even under these cramped conditions can, as well as this, the workpiece in a specific, previously defined path to transport. These advantages result in the handling device according to the Invention without; any additional control means, since the drive of the jib takes place via the power transmission means by the pivoting movement of the boom. Here, by choosing the translation between the stator axis and the shaft as well as the length of the boom and auxiliary boom depending on the space available Care is taken as well as the desired path of the workpiece is effected. A practically straight back and forth movement can thus be achieved by appropriate dimensioning of the workpiece can be carried out as well as with higher Translation numbers, a movement along polygons whose rounded corners are connected by straight lines are. The workpieces can thus turn on a straight path between them Roundings are moved or even over these turning points, what through their continuous curvature is easily possible. Consistently curved, from the From the standpoint, both concave and convex curved paths result in connection with the corresponding length ratio of boom to jib with the selected transmission ratio.
Die oben angeführte Aufgabe, wonach das Handhabungsgerät Werkstücke so transportieren soll, daß der Transportweg sowohl den jeweiligen Platzverhältnissen wie auch der gewünschten Transportbahn anzupassen ist, ist damit auf sehr einfache, robuste und daher nicht störanfällige und zudem noch preiswerte Weise gelöst.The above task, according to which the handling device workpieces should transport so that the transport route both the respective space how to adapt to the desired transport path is very easy, robust and therefore not susceptible to failure and, moreover, solved in an inexpensive way.
Vorteilhafterweise wird als Kraftübertragungsmittel ein Zahnriemen (eine Antriebskette) eingesetzt, der in je ein auf der festen Ständerachse sowie auf der Welle angebrachtes Zahnrad (Kettenrad) eingreift. Dadurch ergibt sich eine gleitfreie Verbindung als Vorbedingung für die exakte Wiederholbarkeit des Transportvorganges. Eine starre, jedoch aufwendigere Kraftübertragung wäre durch Winkelgetriebe möglich.A toothed belt is advantageously used as the power transmission means (a drive chain) is used, each in one on the fixed column axis as well Gear (sprocket) mounted on the shaft engages. This results in a Non-slip connection as a precondition for the exact repeatability of the transport process. A rigid, but more complex power transmission would be possible by means of angular gears.
Durch die gekennzeichnete Ausführung ist die vorteilhafte Anwendung des Handhabungsgerätes nach der Erfindung jedoch noch nicht erschöpft. Vielmehr kann nun noch in Fortbildung der Erfindung auch der Werkstückträger an einer Trägerwelle, die in der Hilfsauslegerspitze drehbar gelagert ist, befestigt sein und diese Trägerwelle wiederum über Kra£fubertragungsmittel mit wählbarer tfbersetzung mit der Wellenlagerung der in der Auslegerspitze angeordneten Welle verbunden werden. Dadurch ist es möglich, auf die gleiche einfache Weise die Lage des Werkstückträgers bzw. des Werkstückes relativ zum festen Ständer des Handhabungsgerätes über den gesamten Transportweg zu bestimmen. Es kann, je nach Wahl der Übersetzung, erreicht werden, daß das Werkstück über den gesamten Transportweg, abgesehen von der Transportbewegung, seine ursprüngliche Lage beibehält oder daß es über einen bestimmten vorwählbaren Winkel verdreht wird. Besondere, bevorzugte Winkellagen ergeben sich dann, wenn das übersetzungsverhältnis der Übersetzung zwischen Wellenlagerung und Trägerwelle ein Vielfaches desjenigen zwischen Ständerachse und Welle ist, unter anderem ergibt sich damit auch die Möglichkeit, das Werkstück trotz der geradlinigen oder gekrümmten Gransportbewegung in der ursprünglichen Lage zu transportieren und/ oder abzulegen.The marked design is the advantageous application of the handling device according to the invention is not yet exhausted. Much more In a further development of the invention, the workpiece carrier can now also be attached to a carrier shaft, which is rotatably mounted in the jib tip, be attached and this support shaft again via power transmission means with selectable transmission with the shaft bearing the shaft arranged in the boom tip. This is it possible, in the same simple way, the position of the workpiece carrier or the workpiece relative to the fixed stand of the handling device over the entire transport route to determine. Depending on the choice of translation, it can be achieved that the workpiece over the entire transport route, apart from the transport movement, its original Maintains position or that it is rotated over a certain preselectable angle. Special, preferred angular positions arise when the transmission ratio the translation between the shaft bearing and the carrier shaft is a multiple of that between the stator axis and the shaft, among other things, there is also the possibility of the workpiece despite the straight or curved conveying movement in the original Can be transported and / or stored.
Auf der Zeichnung sind Ausführungs- und Funktionsbeispiele schematisch dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 die Frontansicht einer Arbeitsmaschine mit davor angeordnetem Handhabungsgerät, Fig. 2 eine Draufsicht nach Fig.l, Fig, 3, 4 und 5 Funktionsschemata, Fig. 6 und 7 verschiedene Auslegerstellungen.The drawing shows exemplary embodiments and functional examples shown, namely Fig. 1 shows the front view of a work machine with in front arranged handling device, Fig. 2 is a plan view according to Fig.l, Fig, 3, 4 and 5 functional diagrams, FIGS. 6 and 7 different boom positions.
Vor dem Werkzeug einer Arbeitsmaschine 1, beispielsweise einer Presse, mit Naschinenständern 2, 3 ist ein Handhabungsgerät 4 angeordnet, das mit einem Ausleger 5 und einem Hilfsausleger 6 in diese Arbeitsmaschine 1 eingreift.In front of the tool of a work machine 1, for example a press, with machine stands 2, 3, a handling device 4 is arranged with a Boom 5 and a jib 6 engages in this machine 1.
An dem Hilfsausleger 6 ist an einer Trägerwelle 7 ein Werkstückträger 8 angebracht, der ein Werkstück 9 erfaßt.A workpiece carrier is attached to a carrier shaft 7 on the jib 6 8 attached, which grips a workpiece 9.
Der Ausleger 5 verschwenkt bei einem entsprechenden Steuerbefehl um den Winkel 10; hierbei wird das Werkstück 9 geradlinig, wie dies der Doppelpfeil 11 andeutet, bewegt.The boom 5 pivots when a corresponding control command is given the angle 10; here the workpiece 9 becomes straight, as indicated by the double arrow 11 suggests moving.
Die Funktion des Handhabungsgerätes 4 nach der Erfindung soll an den Funktionsschemata nach den Fig. 3, 4 und 5 erläutert werden. In Fig. 3 ist drehbar um eine feste Ständerachse 12 der Ausleger 5 erkennbar, an dessen Spitze der an einer Hohlwelle 13 befestigte Hilfsausleger 6 verschwenkbar gelagert ist. Fest mit der Ständerachse 12 verbunden ist ein großes Rad 14; mit diesem großen Rad 14 über einen Zugstrang 15 verbunden ist ein kleines Rad 16, das fest auf der Hohlwelle 13 sitzt. Beim Verschwenken des Auslegers 5 ergibt sich somit, bedingt durch die Durchmesserverhältnisse der Räder 14, 16 eine Drehung der Hohlwelle 13 und damit eine Verschwenkbewegung des Hilfsauslegers 6. Diese Verschwenkbewegung kann dazu ausgenutzt werden, um den Werkstückträger 8, der an der Spitze des Kilfsauslegers 6 an einer Trägerwelle 7 gehalten ist, entlang einer vorbestimmten Bahn, je nach Wahl des Ubersetzungs- und Längenverhältnisses, zu führen.The function of the handling device 4 according to the invention is intended to the Functional schemes according to FIGS. 3, 4 and 5 are explained. In Fig. 3 is rotatable around a fixed column axis 12 of the boom 5 can be seen, at the top of the A jib 6 attached to a hollow shaft 13 is pivotably mounted. Fixed with the stator axle 12 is connected to a large wheel 14; with this big wheel 14 over a tension cord 15 is connected to a small wheel 16 that is firmly attached to the hollow shaft 13 sits. When pivoting the boom 5 thus results, due to the Diameter ratios of the wheels 14, 16 a rotation of the hollow shaft 13 and thus a pivoting movement of the jib 6. This pivoting movement can be used be used to the workpiece carrier 8, which is at the top of the Kilfsauslegers 6 is held on a support shaft 7, along a predetermined path, depending on Choice of translation and length ratio to guide.
Zusätzlich ist in Fig. 3 noch ein weiteres Radpaar 17, 18 gezeigt, das ebenfalls über einen Zugstrang 19 miteinander verbunden ist. Das Rad 17 befindet sich hierbei fest auf der Ständerachse 12; das gleich-große Rad 18 wird mit einer Zwischenwelle 20 durch die Hohlwelle 13 hindurchgeführt. An der Zwischenwelle 20 befindet sich ein weiteres Rad 21 als Teil eines Radpaares 21, 22, das auch über einen Zugstrang 23 miteinander verbunden ist. Das gleichgroße Rad 22 des Radpaares 21, 22 sitzt auf der Trägerwelle 7.In addition, another pair of wheels 17, 18 is shown in FIG. 3, which are also connected to one another via a tension cord 19. The wheel 17 is located in this case firmly on the stator axis 12; the same-sized wheel 18 is with a Intermediate shaft 20 passed through hollow shaft 13. On the intermediate shaft 20 there is another wheel 21 as part of a pair of wheels 21, 22, which is also about a tension cord 23 is connected to one another. The same size wheel 22 of the wheel pair 21, 22 sits on the carrier shaft 7.
Bei einer Verschwenkbewegung des Auslegers 5 wird über das durch den Zugstrang 15 verbundene Radpaar 14, 16 der Hilfsausleger 6 in der zuvor beschriebenen Weise verschwenkt. Gleichzeitig wird über die jeweiligen 1:1 Übersetzungen der Radpaare 17, 18 und 21, 22 der Werkstückträger 8 so festgehalten bzw. relativ zum Ausleger 5 oder zum Hilfsausleger 6 so bewegt, daß sich die ursprüngliche Orientierung dieses Werkstückträgers 8 nicht verändert.With a pivoting movement of the boom 5 is over by the Pull cord 15 connected pair of wheels 14, 16 of the jib 6 in the previously described Way pivoted. At the same time, the respective 1: 1 gear ratios of the wheel pairs 17, 18 and 21, 22 of the workpiece carrier 8 so held or relative to the boom 5 or to the jib 6 moved so that the original orientation of this Workpiece carrier 8 not changed.
Die aufwendige Konstruktion mit zwei Zugsträngen 15, 19 kann dadurch vereinfacht werden, daß die Funktion der Relativbewegung der Trägerwelle 7 übernommen wird von dem die Verschwenkbewegung des Hilfsauslegers 6 bewirkenden Zugstrang 15. Hierbei muß lediglich die Übersetzung des Radpaares 14, 16 bzw. diejenige des Radpaares 21, 22 entsprechend angepaßt werden. Eine derartige Konstruktion zeigt schematisch Fig. 4. The complex construction with two tension cords 15, 19 can thereby be simplified that the function of the relative movement of the carrier shaft 7 is taken over is of the tension cord 15 causing the pivoting movement of the jib 6. Here, only the translation of the pair of wheels 14, 16 or that of the pair of wheels has to be 21, 22 can be adapted accordingly. Such a construction is shown schematically Fig. 4.
Fig. 5 zeigt in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 4 schematisch die Funktion des erfindungsgemäßen Handhabungsgerätes, jedoch ist hier der Hilfsausleger 6 bzw.FIG. 5 shows schematically in the same manner of representation as FIG. 4 the function of the handling device according to the invention, but here is the jib 6 resp.
der Werkstückträger 8 zur Ständerachse 12 hin verschwenkt.the workpiece carrier 8 is pivoted towards the stand axis 12.
Aus dieser Figur, wie auch aus den Fig. 3 und 4, ersichtlich ist auch die Verschwenkmöglichkeit des Auslegers 5 über einen an einem Rad 24 angreifenden Zugstrang.From this figure, as well as from FIGS. 3 and 4, it can also be seen the possibility of pivoting the boom 5 via a wheel 24 acting on it Tensile cord.
Die Figuren 6 und 7 schließlich zeigen nochmals in übersichtlicher Weise, als Draufsicht auf das Handhabungsgerät, zwei Stellungen des Auslegers 5. Hieraus ist ersichtlich, daß gleichzeitig mit einer Verschwenkbewegung des Auslegers 5 auch der Hilfsausleger 6 verschwenkt wird, so daß sich der Mittelpunkt des Werkstückträgers 8, der sich an der Spitze des Hilfsauslegers 6 befindet, auf einer geraden Linie (11) bewegt und außerdem die ursprüngliche Orientierung des Werkstücks 9 beibehalten wird.Finally, FIGS. 6 and 7 show again more clearly Way, as a plan view of the handling device, two positions of the boom 5. From this it can be seen that simultaneously with a pivoting movement of the boom 5 also the jib 6 is pivoted so that the center of the workpiece carrier 8, which is located at the tip of the jib 6, on a straight line (11) moved and also maintain the original orientation of the workpiece 9 will.
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