CN103370176B

CN103370176B - 用于搬运机动车车轮的搬运模块

Info

Publication number: CN103370176B
Application number: CN201280008781.8A
Authority: CN
Inventors: R·斯塔兹
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: Eisenman mechanical equipment (Shanghai) Co.,Ltd.
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2017-07-14
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: US10252426B2; WO2012110176A1; CN103370176A; BR112013020677A2; MY175142A; DE102011011423A1; US20130320687A1; RU2599008C2; DE102011011423B4; EP2675599A1; RU2013137201A; BR112013020677A8

Abstract

本发明涉及一种用于表面处理的设备中搬运车辆车轮的搬运模块，其具有至少两个由框架结构(16)承载的夹紧单元(32a、32b)，其中的每个夹紧单元包括多个压紧元件(60a、60b)，所述多个压紧元件可压紧到单个车辆车轮(12)的一个或多个对应接触面(62)上。所述夹紧单元(32a、32b)中的至少一个包括一平动装置(66a、66b)，借助于该平动装置，所述多个压紧元件(60a、60b)可相对于所述框架结构(16)以一运动分量运动，所述运动分量平行于一被夹紧的车辆车轮(12)的旋转轴线(R)。

Description

用于搬运机动车车轮的搬运模块

技术领域

本发明涉及一种用于在一用于表面处理的设备中搬运/操作车辆车轮的搬运模块/操作模块，该搬运模块具有至少两个由框架结构承载的夹紧单元，其中每个夹紧单元包括多个压紧元件，它们可压紧到单个车辆车轮的一个或多个对应接触面上。

背景技术

通常也称为轻金属轮辋的机动车轻金属车轮在表面处理设备中以粉末或其他涂层材料进行涂层。随后在一个炉子中对涂层进行烘烤。为此必须将车辆车轮从涂层站转移到炉子中。由其他材料构成的车辆车轮特别是钢车轮也在依次接续的工作步骤中被处理。一般来说必须将车辆车轮与其材料无关地从一个工作站转移到另一个工作站。

为此应用开头所述类型的从市场上已知的搬运模块，其出于该目的被固定在一个多轴的机械手/机器人臂上，因此该转移能以尽可能多的运动自由度来进行。

在已知的搬运装置/操作装置中，所有由搬运装置接纳的车辆车轮对于搬运装置保持静止；该车辆车轮对于例如框架结构的位置的后来的改变是不可能的。

然而每个车辆车轮具有结构上的公差，其可能导致两个同时由搬运模块夹紧的车辆车轮的结构高度是不同的。这可能产生的后果是，从一个工作区域到下一个工作区域的转移没有如期望的那样准确地实现。如果将车辆车轮例如放置在水平的承载结构上，那么各车辆车轮的以之放置在承载结构上的支承区域在理想情况下应该位于一个共同的水平面中。

发明内容

因此本发明的目的在于，完成一种开头所述类型的搬运装置，其考虑所述构思。

该目的在一种开头所述类型的搬运装置中由下述方式解决，即：所述夹紧单元中的至少一个包括一平动装置，借助于所述平动装置，所述多个压紧元件能相对于所述框架结构以一运动分量运动，所述运动分量平行于一被夹紧的车辆车轮的旋转轴线。

因此按照本发明，通过该措施一方面可以改变至少一个车辆车轮沿其旋转轴线并且相对于另一车辆车轮的相对位置——如果该车辆车轮已经由搬运模块接纳。另一方面，可以使压紧元件在接纳车辆车轮之前位于一个位置，该位置自身地补偿车辆车轮以及搬运模块的结构上的不均匀性，从而所有的车辆车轮在很大程度上由压紧元件接触相同的压紧位置。此外，也可以用搬运模块同时夹紧不同类型的两个或多个车辆车轮，这是因为还可以补偿不基于公差的、结构上的差异。

在此特别有利的是，所述多个压紧元件借助于所述平动装置可相对于所述框架结构与所述被夹紧的车辆车轮的旋转轴线同轴地运动。由此排除了运动的车辆车轮的平行移位。如果车辆车轮在不同的工作站中以相互间限定的间距放置，那么运动的车辆车轮的平行移位是特别不期望的。

有利的是，所述夹紧单元中的多个——优选所有夹紧单元——各具有一个平动装置。通过这种方式可以改变所有由各一个夹紧单元接纳的车辆车轮的轴向位置或使所述轴向位置相互适配。

优选地，第一夹紧单元的压紧元件可独立于第二夹紧单元的压紧元件运动。因此可以单个地调节多个由搬运装置接纳的车辆车轮的相应的轴向位置。

有利的是，如此布置所述夹紧单元，使得由所述夹紧单元夹紧的车辆车轮关于其旋转轴线相互轴向平行地定向。通过这种方式可以快速和有效地由搬运装置接纳设置在(同)一个平面中的车辆车轮。

在实践中已经证实为有利的是，每个夹紧单元的所述多个压紧元件各由一个杆状元件承载并且构造成压紧盘，这些压紧盘能以其外边缘压紧到(同)一个车辆车轮的外表面上。通过杆状元件连同压紧盘，形成一种活塞单元，从而可以液压地、机电地或气动地调节压紧盘的位置。

为了安全地搬运车辆车轮，每个夹紧单元包括至少三个带有压紧盘的杆状元件。优选存在四个这样的带压紧盘的杆状元件。

如果所述多个压紧元件相对于所述框架结构的至少一个位置可借助于至少一个传感器装置来获取/检测到，那么可以使搬运装置的被机械手支持的运动过程和车辆车轮的夹紧以及放置匹配于各自存在的或预期的车辆车轮。

在此特别有利的是，如此布置所述传感器装置，使得可获取所述压紧元件的每个位置。因此不仅是可以获取压紧元件的一个或少数几个重要的位置，而是可以获取压紧元件所有可能占据的位置。

附图说明

下面根据附图对本发明的一个实施例进一步阐明。其中：

图1示出用于搬运车辆车轮的搬运模块的从上面看的视图；

图2示出图1的搬运模块的从箭头Ⅱ的视线方向看的侧视图；

图3示出图1的搬运模块的从箭头Ⅲ的视线方向看的侧视图；

图4示出图1的搬运模块的从箭头Ⅴ的视线方向看的侧视图，其中，示出一个夹紧单元的在不同的高度位置处的各四个压紧盘；

图5示意性示出多轴的机械手臂，其承载一搬运模块。

具体实施方式

在图1中以附图标记10整体上表示一个搬运模块，借助于该搬运模块在一设备中搬运仅在图5中示出的车辆车轮12，在该设备中对车辆车轮12的表面进行处理。在那儿将车辆车轮12特别是由铝构成的轻金属车轮借助搬运模块10例如从一个涂层站转移到一个炉子。

为此将搬运模块10固定在一个本身已知的并且同样仅在图5中示意地示出的多轴的搬运机械手/操作机器人14上，在该图5中为清楚起见搬运模块10整体上仅配备有几个附图标记。

各个在图1至4中示出的坐标***与搬运模块10无相对转动地连接，从而该坐标***随搬运模块在空间中运动。在此，z方向向上，x方向向左而y方向向前。各个相反的方向因此限定为向下、向右以及向后。

搬运模块10包括框架结构16，该框架结构具有设置在中间的支承体/支承总成18。该支承体在其上侧上承载一固定法兰20，经由该固定法兰搬运模块10可以与机械手14耦联。

在远离固定法兰20的下侧上，支承体18与一个星形的承载板24的位于中间的基础部段22连接，该承载板与固定法兰20平行地在xy平面内走向。从基础部段22沿向前和向后的方向突起两个主连接片26a、26b。

主连接片26a在两侧各由一个窄连接片28a和一个窄连接片30a位于其两侧，这些窄连接片径向地从承载板24的基础部段22离开。相应地，主连接片26b在左侧和右侧各由一个窄连接片28b和一个窄连接片30b位于其两侧。

主连接片26a连同窄连接片28a和窄连接片30a承载第一夹紧单元、在此即前夹紧单元32a，而主连接片26b连同窄连接片28b和30b承载第二夹紧单元、在此即后夹紧单元32b。

搬运模块10相对于仅在图1中示出的xz平面S径向对称，该xz平面S通过支承体18的纵轴线地延伸。随后仅仅探讨前夹紧单元32a。对前夹紧单元所说的内容在意义上相应地适用于后夹紧单元32b；其部件带有相同的附图标记，其中以字母b代替字母a。对于前夹紧单元32a所提到的方向说明“前”和“后”以及“右”和“左”对于后夹紧单元32b而言分别颠倒。

窄连接片28a和30a在其上侧上分别承载有三角框架34a，由此框架结构16在整体上被加固，以便抵抗在使用搬运模块10时的扭曲。

窄连接片28a和30a在其自由端部上过渡到各一个侧连接片36a和38a，这些侧连接片在xy平面中相互平行地沿y方向即向前延伸。该侧连接片36a和38a在其上侧上各承载有一个侧板40a和42a，它们分别设置在一yz平面中。

侧板40a、42a支承有两个导轨机构，前导轨机构44a和后导轨机构46a，所述导轨机构各具有三个导轨杆，这些导轨杆在此自身并未配设有附图标记，并且这些导轨杆垂直于侧板40a、42a延伸。在此，每个导轨机构44a、46a的两个下导轨杆在一个共同的xy平面中延伸，而第三导轨杆设置在一个位于其上方的xy平面中。此外导轨机构44a、46a的两副各自的下导轨杆在同一个xy平面中延伸。

滑块48a和50a在导轨机构44a、46a上滑动，其中每个滑块48a、50a以一个前支承部段与前导轨机构44a耦联而以一个后支承部段与后导轨机构46a耦联。滑块48a和50a各自随身带有一个电机52a，通过该电机滑块可以电机驱动地沿导轨机构44a、46a移动。

两个滑块48a和50a在此经由一个齿杆54a如此相互耦联，使得总是实现两个滑块48a和50a的移动并且该移动总是关于yz平面M对称地实现，该yz平面M通过支承体18的纵轴线地延伸。该yz平面同样仅在图1中示出。

两个滑块48a、50a在其对置的端部上各承载有一个支承颚板56a。每个支承颚板56a本身支承一个向下突出的杆58a，所述杆在其下端部上同轴地承载一个压紧盘60a，从而该压紧盘在一个xy平面中延伸。压紧盘60a可以作为压紧元件压抵在车辆车轮12的用作对应接触面的车轮外表面62(参见图5)上。

压紧盘60a可以视搬运模块10的应用目的而定并且依赖于该压紧盘在哪里夹紧在车辆车轮12的车轮外表面62上而具有不同的设计方案。如果在车轮肩部上夹紧，那么压紧盘可以由塑料构成并且相对较厚地构成。与之相比，当在轮座的区域中接触时压紧盘宁可是扁平的。如果要夹紧一个新近涂层的车辆车轮12，那么压紧盘60a将具有一个尖利的外边缘，从而在该外边缘与车辆车轮12之间仅具有一个小的接触面。

在当前的实施例中，每个夹紧单元32a、32b具有四个带有杆58a和压紧盘60a的支承颚板56a。基本上，每个夹紧单元32a、32b仅具有三个这样的布置结构就足够了。

每个具有压紧盘60a的杆58a由所配属的支承颚板56a以可向上和向下移动的方式支承在一个自身未配设有附图标记的引导通道中。再者每个支承颚板56a随身带有一个自身的电机64a，该电机与相应的杆58a耦联，从而可以电机驱动地向上或向下移动该杆。

通过这种方式，支承颚板56a连同带有压紧盘60a的杆58a和电机64a形成一个平动装置66a，借助于所述平动装置，被夹紧单元32a夹紧的车辆车轮12可相对于框架结构16以一个与被夹紧的车辆车轮12的旋转轴线R平行(参见图5)的运动分量运动。由此可以调节车辆车轮12关于框架结构16的轴向位置。具体地，可以使一个由搬运模块10夹紧的车辆车轮12与该车辆车轮的旋转轴线R同轴地运动。

由夹紧单元夹紧的车辆车轮12的旋转轴线R在此平行于z方向走向。

在当前的实施例中，两个夹紧单元32a、32b配设有一个平动装置66a、66b。在必要时，存在仅一个平动装置66a或66b也可能是足够的。

框架结构16此外还承载有两个传感器装置68a、68b，它们各自被配设给一个夹紧单元32a或32b。借助于传感器装置可以获取相应的夹紧单元32a、32b的压紧盘60a、60b相对于框架结构16的位置并继而相互间的相对位置。为此可以应用由现有技术已知的传感器技术。例如在此提到磁致伸缩传感器。

通过将传感器装置68a、68b远离于压紧盘60a、60b并继而也远离于由其夹紧的车辆车轮12地安装在框架结构16上，减小了弄脏传感器装置68a、68b的危险。

总的来说，在搬运模块10中所有易脏的部件如特别是可动构件的支承装置都设置在框架结构16的远离压紧盘60a、60b的区域中。

以搬运模块10同时夹紧各两个车辆车轮12。为此，使滑块48a、50a和48b、50b分别借助于所配属的电机52a、52b在导轨机构44a、46a和44b、46b上如此远地彼此移开，使得压紧盘60a、60b同样也相互远离，直至各四个协作的压紧盘60a或60b能在其间接纳一个车辆车轮12。通过传感器装置68a、68b在此监控压紧盘60a、60b的位置，从而可以使压紧盘位于一个位置上，在该位置可以在保持一个最小的安全间距的情况下在一车辆车轮12上引导压紧盘。

通过传感器装置68a、68b可以如此优化压紧盘60a、60b或者说滑块48a、48b和50a、50b的移动路径，使得不发生参与部件的多余的运动。

特别是可以将压紧盘60a、60b的夹紧运动的速度与是要夹紧未涂层的车辆车轮还是要夹紧经涂层的车辆车轮12相协调。在未涂层的车辆车轮12的情况中，相比于经涂层的车辆车轮12的情况，可以显著更快地执行压紧盘60a、60b的为此要执行的运动，在经涂层的车辆车轮的情况下相应慢地实现该运动，以便不损害涂层。

在一个空的搬运模块10要接纳两个车辆车轮12或者已接纳两个还未处理的车辆车轮12的情况下，可以非常快速地实现搬运模块10的由机械手支持的运动。如果由搬运模块10夹紧例如多个配备有新近的粉末涂层的车辆车轮12，那么与之相比相对较慢地通过机械手14实现搬运模块10的运动，从而不会对新近的涂层施加影响。

搬运模块10与一个自身未示出的中央控制装置协同工作，由该中央控制装置获得关于作为下一个待夹紧的车辆车轮12的类型的数据。由此可以在准备阶段便已将压紧盘60a、60b移动到适合的位置，由此相应地优化车辆车轮12的抓取时间。

随后借助于机械手14在两个相应定位的车辆车轮12上引导搬运模块10，直到压紧盘60a、60b分别沿周向方向包围相应的车辆车轮12的外表面62。

然后又使由滑块48a、50a和48b、50b组成的滑块对相互运动，其中自动地基于齿杆54a、54b实现车辆车轮12关于中心面M的对中。

在当前的实施例中因此如此布置夹紧单元32a、32b，使得由夹紧单元32a、32b夹紧的车辆车轮12关于其旋转轴线R相互轴向平行地定向。

通过平动装置66a和66b可以个别地和独立于其他车辆车轮12地使一由夹紧单元32a或32b夹紧的车辆车轮12沿其旋转轴线R的方向移动。通过这种方式可以对在由搬运模块10接纳两个车辆车轮12的情况下的公差进行平衡，该公差导致车辆车轮12预先给出不同的存放水平，车辆车轮必须在该存放水平下被转移到另一个工作站。

在一个在此自身未示出的改型中可以在一种承载耙架上固定多个搬运模块10，该承载耙架本身与机械手14耦联。通过这种方式机械手14可以同时引导两个、三个、四个也或更多个搬运模块10，由此可以同时搬运四个、六个、八个或相应数量的车辆车轮12。在此同样也可以将所有车辆车轮12单个地沿其相应的旋转轴线R移动到一位置。

总体上，上述搬运模块本身可以模块式地被构造。支承颚板56a、56b和所有所配属的部件是各自结构相同的并且因此可以在所有的位置上作为整体进行替换。由此可以降低保养和维修成本。

Claims

1.一种用于在一用于表面处理的设备中搬运车辆车轮的搬运模块，该搬运模块具有至少两个由框架结构(16)承载的夹紧单元(32a、32b)，其中每个夹紧单元包括多个压紧元件(60a、60b)，所述多个压紧元件能压紧到单个车辆车轮(12)的一个或多个对应接触面上，其中，每个夹紧单元(32a、32b)能够夹紧单个车辆车轮(12)，其特征在于，所述夹紧单元(32a、32b)中的至少一个包括一平动装置(66a、66b)，借助于所述平动装置，所述多个压紧元件(60a、60b)能相对于所述框架结构(16)以一与一被夹紧的车辆车轮(12)的旋转轴线(R)相平行的运动分量运动，其中，每个夹紧单元(32a、32b)的所述多个压紧元件(60a、60b)各由一个杆状元件(58)承载并且被设计成压紧盘，这些压紧盘的外边缘能压紧到一个车辆车轮(12)的外表面(62)上。

2.根据权利要求1所述的搬运模块，其特征在于，所述多个压紧元件(60a、60b)能借助于所述平动装置(66a、66b)相对于所述框架结构(16)与所述被夹紧的车辆车轮(12)的旋转轴线(R)同轴地运动。

3.根据权利要求1或2所述的搬运模块，其特征在于，所述夹紧单元(32a、32b)中的多个夹紧单元各具有一个平动装置(66a、66b)。

4.根据权利要求1或2所述的搬运模块，其特征在于，第一夹紧单元(32a、32b)的压紧元件(60a、60b)能独立于第二夹紧单元(32b、32a)的压紧元件(60b、60a)运动。

5.根据权利要求1或2所述的搬运模块，其特征在于，所述夹紧单元(32a、32b)被布置成，使得由所述夹紧单元(32a、32b)夹紧的车辆车轮(12)的旋转轴线(R)相互轴向平行地定向。

6.根据权利要求1所述的搬运模块，其特征在于，每个夹紧单元(32a、32b)包括至少三个带有压紧盘(60a、60b)的杆状元件(58a、58b)。

7.根据权利要求1或2所述的搬运模块，其特征在于，压紧元件(60a、60b)相对于所述框架结构(16)的至少一个位置能借助于至少一个传感器装置(68a、68b)来获取。

8.根据权利要求7所述的搬运模块，其特征在于，所述传感器装置(68a、68b)被布置成，使得压紧元件(60a、60b)的每个位置都是能获取的。

9.根据权利要求3所述的搬运模块，其特征在于，所述夹紧单元(32a、32b)中的所有夹紧单元各具有一个平动装置(66a、66b)。