CN1358127A - 机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用具有夹持机构(12)的机械手(10),在水平和垂直方向上优选的从一个工作台(3)向另一个工作台(4)迅速传送加工件的方法,工件(2)的重量在1千克和40千克之间,在水平方向上的传送距离至少为1m,但少于10m,并且该传送至少部分是沿着基本水平延伸的梁架单元(20)进行的,夹持机构(12)以这种方式布置,即在沿着梁架(20)的至少一端位置(E1)处,夹持机构(12)在超过沿着所述水平梁架(20)的端位置(E1)之外的一个位置(E2)处收集和/或传送工件(2),机械手受控制单元(50)的控制,且由一个皮带部件(24)及包括转子单元的至少两个马达(26,27)驱动,转子单元与用于所述皮带部件(24)的驱动轮(26A,27A)相连,所述马达(26,27)相对于所述工作台(3,4)不可移动地布置,工件(2)的传送是在不移动两个马达(26,27)中的任意一台的情况下进行的,其特征在于:整个传送沿着一个相同的梁架单元(20)进行,其中,所述皮带部件(24)由单根连续的驱动皮带(24)构成,同时,皮带部件与所述驱动轮(26A,27A)相连并受其驱动,工件的传送沿着由在控制单元(50)中的控制计算机(51)预先编程的路径引导,控制单元(51)进行连续控制,并对形成所述马达(26,27)的一部分的每个转子的位置进行记录。

Description

机械手装置

技术领域

本发明涉及一种利用具有夹持机构的机械手装置，在水平和垂直方向上迅速传送加工工件的方法，该传送优选从一个工作台至另一个工作台，工件重量在1千克和40千克之间，在水平方向上的传送距离至少为1m，但小于10m，且至少部分沿着一根基本水平延伸的梁架进行传送，夹持机构以这种方式布置，即在沿着梁架的至少一个端部位置中，该夹持机构在超出沿着水平梁架的端部位置之外的位置中可收集和/或输送工件，机械手受控制单元的控制，且由至少两个包括转子单元的马达来驱动。

                         背景技术

目前，在工业中已通用不同类型的机械手将工件从一个工作台传送到另一个工作台。在自动化工业的冲压线中可发现这种典型的例子，其中，将面板逐步地从一个冲压单元传送到另一个冲压单元而，连续地加工至其最后的形式。从提高生产率的角度看，这种冲压线中的速率的增加是超时的。在这种生产线中，为提高利益率，长时间以来，一种通常的想法就是提高速率即输出速度。在该生产线中一种耗时和限制因素就是在工作单元之间的实际移动。目前的机械手均比较重，这就意味着最大传送速度受到限制，这是因为重量本质上可产生一定的惯性，而能量的消耗是与产品的重量和传送速度成比例的。已利用先进的***进行尝试来尽量调整速度，但总体上不能经济性地达到试图超过每秒6-7m的速度。一个主要的原因就是目前机械手中布置的伺服马达在实际运动中起部分作用。这样，具有齿轮和电缆组的马达本身将重量增加到传送的物体上，由于更快的传送需要功率更大，且布置有齿轮和电缆组的更重马达，这样就产生了一种恶性循环。同时，这样明显增大了成本而且产生了限制作用。

许多应用涉及到较大距离的传送，有时长达10m，这就意味着需要将机械手沿着一根梁架移动较长的一段距离。被传送的工件经常比较重，也许会重达40千克。因此，应认识到，在一个工作台和另一个工作台之间传送的过程中，用于支撑机械手的梁架单元应满足较高的要求，这样，成本就与机械手的重量成比例。因此，目前的机械手的较重结构就可能带有多种缺陷。在多种应用情况下，机械手应能在超出所述水平梁架单元端点的一点处进行收集/输送，这样就对机械手的构造提出了进一步的要求，以能够根据需要的精度进行传送。

为采用其他机械手原理，目前已作了一些尝试，但相对于已知的机械手***来说，至今还没有产生可选择的工作方案，这也许是由于难于满足在上述的传送过程中存在的复杂要求。可参考EP180,050来作为一个例子，该发明涉及一种利用具有夹持机构的机械手的方法，在水平方向和垂直方向最好从一个工作台向另一个工作台迅速传送加工件。工件的重量在1千克和14千克之间，在水平方向上的传送距离至少为1m，但少于10m，且该传送至少部分是沿着一个基本水平延伸梁架进行的，夹持机构以这种方式布置，即它布置在沿着梁架的至少一个端位置中，夹持机构可在超出沿所述水平梁架的端部的一个位置处收集和/或传送工件，机械手由一个控制单元控制，并通过一个皮带部件和包括转子单元的至少两个马达驱动，所述转子单元与皮带部件的驱动轮相连，所述马达相对于所述工作台是不可移动的，在不移动任何一个马达的情况下进行工件的传送。但是，通过EP180,050了解的这种装置具有多种缺陷。首先，它利用了两条不同的驱动皮带来分别移动滑动架和垂直梁架。布置的第一驱动马达驱动皮带，使滑动架进行水平运动，布置的第二马达通过一个中空轴驱动一个驱动轮，驱动轮再顺次驱动皮带，以便在垂直方向上移动梁架。第二，在根据EP180,050的装置中利用了两个平行的梁架来实现从一个工作台向另一个工作台的传送。第一机械手将工件从第一冲压单元传送到中间储存部件，然后，第二机械手将工件从中间储存部件传送到第二冲压单元。应认识到；除了成本、维护费用及同步性之外，多个单元的应用还会带来多种明显的缺陷。

                         发明内容

本发明的目的是提供一种消除或至少使上述缺陷最小化的机械手***。该目的是通过由所述皮带部件沿着一个相同的梁架单元进行传送的整体来达到的，所述皮带部件由单根连续的驱动皮带构成，同时，皮带部件与所述驱动轮相连并受其驱动，工件的传送沿着由在控制单元中的控制计算机预先编程的路径引导，控制计算机进行连续控制并对形成所述马达的一部分的每个转子的位置进行记录。

以前曾尝试利用已知的“笛卡儿式(Cartesian type)”机械手，该机械手利用在实际移动中不起作用的静态马达，因此，以前所做的尝试均未取得突破或成功，特别是对于冲压线来说更是如此。例如，根据EP310481的一种已知机械手，其包括：可沿所述梁架单元进行移动的一个滑动架；与所述第一梁架单元基本垂直延伸的第二梁架单元，该第二梁架单元可移动地布置在所述滑动架上；布置在所述第二梁架单元的一端上的一个夹持机构；与控制单元相连的两个驱动马达；多个偏转滚轮；以及一条驱动皮带，该皮带围绕所述驱动马达的驱动轮和所述偏转滚轮进行运转。

在DE G9417837.2中也披露了一种相似的装置。但是，这些已知的装置均没有证明在超过水平梁架的一个位置中利用这种机械手捡取工件的灵活性，首先，它们没有显示出如何将任何灵活捡取/收集功能整合在一起，其中，所述的捡取/收集发生在超出所述梁架单元的端点处。除此之外，如果象前面已知常用机械手那样对这种机械手提出较高的精度要求(再现精度约为0.05mm)，这种机械手就可能比较昂贵。后面的这些缺陷的组合可能就是为什么这种类型的机械手原理，在市场上、在这种类型的工作线例如冲压线中没找到其出路的原因。

已显示出如果应用本发明的组合就可取得明显的优势。由于应用的机械手原理不连续地移动马达，这样就可应用也许高达每秒10m以上的速度，从而就显著地提高了工作线中的生产能力。此外，马达一起工作，这样就意味着与每根轴具有一个独立马达的传统方案相比，马达和齿轮的尺寸(输出)可被减半。通过一种所谓的“自动teach-in”(auto teach-in)过程来校正机械手的移动，因此，可在一定程度上舍弃机械手设计中的精度，特别是在应用一段时间之后产生磨损、撕裂及伸长的情况下。很少需要超过约0.05mm的重复精度，在冲压的主要工作线中经常得到的重复精度约为1mm。由于已知的“auto teach-in”***可迅速且容易的投入应用，因此，通过以固定的间隔对***进行自动重复编程/校正，就可保持所需要的移动精度。不管是从产量方面还是从成本方面来说，重新校正不会产生问题。不必将精度放大但可将其保持在一合理的水平，这样就可以非常合理的成本来生产机械手，所应用的材料及其生产方法可将精度保持在一标准的范围之内。

通过下文中的详细描述可明确本发明的其他优点和方面。

                         附图说明

参考附图，下面将对本发明进行详细的描述，其中：

图1所示为根据本发明安装在两个工作位置之间的一个机械手，图中显示了从一个工作位置收集工件；

图2所示为根据本发明的机械手的一个优选实施例的部分剖面俯视图；

图3所示为图2中的机械手的详细侧视图；

图4所示为控制单元及该控制单元如何与控制面板和马达相连；

图5示意性地显示了机械手是如何与固定的中间台一起工作的；

图6示意性地显示了机械手是如何与可移动的中间台一起工作的；

图7示意性地显示了机械手与可移动的中间台一起工作情况的一种变型例；

图8显示了如何应用根据本发明的两个机械手在收集和输送位置中达到不同的高度；

图9显示了根据本发明的一个优选实施例，其中机械手布置有一个可移动的夹持机构；

图10示意性地显示了根据本发明具有一个可移动的传送装置的机械手的工况；

图11显示了根据本发明的另一个变型例布置有一根第三轴的机械手；

图12显示了一种装置的变型实施例，该装置的工作原理与图9中所示的装置的工作原理相一致。

                      具体实施方式

图1所示为具有本发明的机械手10的一个冲压线，该机械手10用于将面板件2从一个冲压单元3传送/捡取到另一个冲压单元4。机械手10设有一个夹持机构12，该机构包括一个伸长的单元12D，在伸长的单元12D的两端布置有两个夹持机构单元12A、12B，夹持机构12可利用其一个夹持单元12A，在第一冲压单元3处捡取面板2，利用其第二夹持单元12B将面板放置到第二冲压单元4中。在将面板2从夹持单元12A转送至另一个夹持单元12B时，利用了一个中间台16以公知的方式来中间存放面板2。

机械手包括一根水平的固定柱/梁架20，该梁架20通过灵活的部件5、6紧固到每个冲压单元3、4上。为了消除在冲压单元中可能产生的较大的振动，这些灵活的紧固部件5、6在冲压线中是必需的。在梁架20上布置有一个可水平移动的滑动件11。在滑动架11上依序布置有一个可垂直移动的柱/梁架22。本发明利用一根柔性皮带24来移动滑动架11和垂直梁架22。两个马达26、27(参见图2)通过驱动轮26A、27A驱动皮带24，使其围绕两个外侧皮带偏转滚轮28A、28B运行。

皮带通过其端部24A、24B固连在垂直梁架22的下端中。马达26、27及皮带24的驱动可使夹持机构12在X/Y方向中移动。通过选择驱动方向及各个马达的转速，就可以受控的方式引导夹持机构12的运动。例如，如果马达以相同的速度而在相反的方向中转动，夹持机构将只能在垂直方向中移动。同时，如果在马达之间存在一定的速度差，那么在马达之间就会产生一定的水平位移。另一方面，如果马达在相同的方向上以相同的速度转动，就只能产生水平移动。通过对马达的转子26C、27C进行精确的计算机控制，就可容易地得到在空间中自由地进行精确传送的形式。

在运行过程中，由于马达是固定而不能移动的，就将可移动部件12、22、28A-D、30A-D的重量制作的很低，以增大应用的传送速度。这样，就可提高冲压线的工作能力。在增加工作能力的同时，还可得到下述的优点：

-较低的能量消耗

-较低的材料成本

-较少的维修费用

-较高的可维护性

图2显示了根据本发明的机械手的一个优选实施例的部分剖面俯视图。如图所示，可移动的机械手10布置在两根水平梁架20A、20B上。滑动架11由两个侧盘19A、19B及顶盘11B和底盘11C(参见图3)构成。四根轴13A-13D固定安装在侧盘中，在图2中只看到上面的两根轴。在每根轴上自由地安装有多个导轮15A、15B及17A、17B，这些导轮精确地安装在各个梁架20A、20B的顶部及下面，这样，当滑动架11沿着梁架20A、20B即在所谓的X和Y方向中移动时，在没有任何摩擦阻力的情况下就由这些滚轮来引导。为了在第三方向即Z方向中对滑动架11进行精确引导，应用了侧盘19A、19B，侧盘19A、19B与梁架的外侧20A、20B相互作用。图2还显示出：垂直梁架22具有I形梁架截面，该I形梁架截面布置在滑动架中间的切口11A中。梁架22通过引导滚轮21A、21B及23A、23B在切口11A中受到精确引导，引导滚轮21A、21B及23A、23B也围绕所述轴13A、13B自由地安装。偏转轮30C和30D也分别安装在所述轴13A和13B上。马达26和27安装在梁架20B上。马达26和27分别通过齿轮26B和27B由驱动轮26A和27A向前驱动皮带24。

图3所示为沿着图2中的标记所作的剖面侧视图。从图中可看到截面为I形(参见图2)的垂直梁架22，垂直梁架22有利地构造有辅助孔22B，这样可将机械手制作地尽可能轻。梁架22利用其外部表面22C、22D进行导引。梁架22的一侧22C通过与位于一个相同垂直平面内的四个引导滚轮23A-23D相接触而被导引。此外，一套相似的引导滚轮21A-21D(参见图2)在另一个平行的垂直平面中引导梁架22的另一侧22D。这样，共计8个引导滚轮23A-23D、21A-21D来保证垂直梁架的精确引导/移动。但是，这些引导滚轮不以任何方式驱动梁架。梁架单元的驱动受控于驱动皮带24，驱动皮带24通过固连到一端22A并通过偏转轮30A-30D而进行迂回运行，从而对梁架单元22起作用。偏转轮30A-30D与布置在滑动架11上的其他引导轮及偏转轮一样，也沿着一根及同样的连续轴13A-13D安装。在装置中布置有四根这样的轴，在每根轴上，例如在上部左边的一根轴13A上，布置有两个图2中所示的使滑动架沿着梁架20A和20B运动的引导轮15A、17A、用以引导垂直梁架单元22的两个引导轮21A、23A，以及布置在轴的中点处的偏转轮30C。轴13A-13D安装在滑动架11的外盘19A、19B中。滑动架通过内盘19B及下面和上面的盖单元11B和11C而保持在一起。因此，所有的引导轮和偏转轮均可围绕所述轴13自由安装和布置，这样，它们就可相对于滑动架的结构部件11、19自由转动。从图2和图3中可看到，对于滑动架和垂直梁架的运动最好采用相同的引导轮，这样，四个等尺寸的引导轮，即同样的引导轮，就布置在一根和同样的轴13上。偏转轮30A-30D的直径必须小于引导轮的直径，以使它们自由转动及皮带24自由运转。最后，图3显示出用于皮带24的上偏转滚轮28A、28B围绕轴25A、25B自由安装在每个拐角中，轴25A、25B均定位在垂直梁架22的上端。

图4显示了一种已知的操纵面板60，即一个人机交互(HMI)单元的示意图。该HMI单元60与控制单元50相连，控制单元50通过两个马达26、27控制机械手的运行情况，马达26、27应被更精确地称为具有相应电力设备的伺服马达。

控制单元50包括一个控制计算机51，该控制计算机具有存储器单元和处理器单元等。控制单元附加地与记录单元52相配合，特别地，该记录单元52可连续地记录每个马达26、27的位置，这是通过各个轴(转子)上的位置传感器来达到的。控制计算机51调整伺服马达26、27的运动，这样，机械手的运动形式即为操作者所认识到的具体运动。

控制计算机通过记录单元52获得轴的位置上的连续信息，控制计算机51连续利用该信息来控制马达。除了控制实际的运动之外，该控制计算机51也用于存储关于多种运动形式如轴的转速和位置的数据。

控制计算机51利用特定的软件来编制程序，用以迅速驱动负载(面板)，同时通过复杂的控制功能使面板承受最小的应力作用(微小的速度变化)，这样，就可使根据本发明的机械手在两次冲压之间保持较高的生产率。伺服马达26、27是通过控制计算机的指令而执行实际运动的部件。伺服马达精确地遵从控制计算机的指令(位置)，并在千分之一秒的时间内改变其位置(运动)。伺服马达的典型额定功率约为3-10kW。被称作HMI即人机交互单元的操作面板60，可使操作者较容易地操纵机械手，并使其程序化(teach)，以便遵从不同的运动形式。

为得知运动形式而进行的典型的“teach-in”即处理顺序如下：

1、操作者通过手工控制操作面板60驱动机械手10进入位置(E2)，在位置中，面板2被集中在冲压单元3中(参见图1)。

2、按压操作面板60上的“teach-in”键，通过记录单元52在该选择的位置中更换每个转子的精确位置，将“收集状态”的位置存储到控制计算机51中。

3、操作者将机械手垂直驱动入收集位置(E2)正上的位置中，面板自该处可被水平驱动而不与冲压工具相碰撞，该点被称作“水平自由收集点”。

4、按压“teach-in”键，通过记录单元52在该选择位置中更换每个转子的精确位置，将“水平自由收集”位置存储到控制计算机51中。

5、操作者将机械手水平驱动入图1所示的冲压单元4中的冲压工具正上的位置，面板自该处可被垂直向下驱动至冲压工具，该点被称作“垂直冲压工具输送点”。

6、按压“teach-in”键，通过记录单元52在该选择位置内更换每个转子的精确位置，将“垂直冲压工具输送”位置存储到控制计算机51中。

7、操作者将机械手垂直驱动入冲压工具中的一个位置，在该位置中面板可被输送，该点被称作“输送位置(F2)”，在该点处将面板输送入冲压单元4中。

8、按压“teach-in”键，通过记录单元52在该选择位置中更换每个转子的精确位置，将“输送”的位置存储到控制计算机51中。

在通过利用“teach-in”而编程的每个位置中，也给出了精确度的指示即以何种速度到达该点。利用软件，控制计算机就可在所指示的位置之间选择最佳的移动以达到最快的移动。

图5显示了通过根据本发明的机械手10结合固定的中间台16如何将工件2′从工作台3移动入另一个工作台4。图A显示了夹持机构12如何向下移动，并通过附加在夹持单元12A上的抽吸头的活动抓持工件2的情况。工件通过抽吸头产生的一定抽吸力(ΔP)的作用，一旦工件固定到夹持单元12A上并由控制单元50进行记录，两个马达26、27就开始在相反的方向上转动，使垂直梁架22进行垂直运动。左马达26紧接在该动作之后或在发生该动作的同时增大其转动速度，从而产生水平运动，也就是说，滑动架11也开始移动。该移动是沿着所需要的路径进行的，且在利用前述的“teach-in”过程中已被编成程序。如图B所示，大部分移动只是在水平方向上进行的。此时，两个马达同向转动，即右马达已改变了其转动方向，从而达到迅速的水平移动。图C显示了机械手接近其最远端位置，通过改变左马达的转动方向而进行一定的垂直运动。随后，机械手利用右夹持机构单元12B将工件2″送入远端的冲压单元4中。与此同时，机械手也将在左冲压单元3中收集的工件2送到固定台16上。此后，机械手沿着与它在另一个方向所沿的路径基本相同的路径返回，从左冲压单元3处收集一个新的工件2，同时将夹持中间工件2′并将其移动入较远的冲压单元4中。

图6显示了与图5中所示基本相同的移动情况，不同之处在于使用了一个可移动的中间台16A。通过利用可移动的中间台16A，就缩短了冲压单元之间的移动距离。在中间台固定的情况下，冲压单元和中间台16之间的距离实际上应与两个夹持机构单元12A、12B之间的距离相对应，而在具有可移动中间台的情况下，通过可移动的中间台16A以补偿的方式将自身定位就可缩短冲压单元之间的距离。而移动的原理与图5中的原理相同。

图7显示了对图6中所示的过程的一种变型情况。在这种情况下，以这样一种方式采用中间台16A，即使机械手10不必与中间存储装置处于相连的状态。相反，较远的夹持机构单元12B可在运行过程中夹持中间工件2″(参见图7B)。在夹持操作过程中，夹持机构12以与中间台16A相同的速度运动，即V1＝V2，这是通过控制单元50来实现的，这样就将机械手10的运动与中间台16A的运动相结合。在利用右夹持单元12B捡取右边的工件之后，中间台16A就在相反的方向上运动，即在图中向左移动，从而将自身定位，这样，在右夹持机构单元12B将其上的工件2″送入右冲压单元4中的同时，左夹持机构单元12A将其工件2′放置到中间台上。

图8显示了一个实施例，其中，工件的收集和传送是在处于不同水平的第一冲压单元3和第二冲压单元4中进行的。在这种情况下，利用根据本发明的机械手单元10A支撑中间台16C，中间台16C上下均面对实际的机械手单元10。两个机械手单元在控制单元50的作用下是同步的，这样，当从左冲压单元3处收集工件时，中间台16C可达到相同的收集高度。此后，原则上按着与前述的内容相同的方式在图中向右进行移动，从而利用右夹持机构单元12B将工件2″送入右冲压单元4中。在机械手单元10移动的同时，具有中间台16C的较低机械手单元10A也进行移动，这样，中间台16C就与较远冲压台4中的处理高度处于相同的水平。

应认识到：如果将中间台在水平方向上固定，也可利用图8中所示的在垂直方向中调节中间台的优点。在具有不同高度单元的情况下，除了上述传送优点之外，还存在这样的优点，即可利用在垂直方向上调节的中间台来弥补夹持机构的位置中产生的任何变化。这种变化的一个例子为：夹持机构的一个臂12A接收强有力的振动，该振动使夹持机构的臂弯曲，从而改变了夹持机构12A的位置。通常情况下，这就意味着将不得不改变夹持机构并校正该装置。利用在垂直方向中可调节的中间台的帮助，借助新的teach-in而将已改变的夹持机构12A的位置输入***，人们就可继续应用已变化的夹持机构12，这样就可节省时间和成本。

图9显示了根据本发明的机械手的一个基本示意图，其中，一个可移动的夹持机构12C已布置在垂直梁架22的较低端22A上。梁架20、滑动架11、皮带24及其驱动机构的设计，与上面所述内容中的设计相同。在常用的驱动皮带24之上，图9中还显示了另一条驱动皮带29，驱动皮带29可与夹持机构12C一起进行其他的运动。该驱动皮带29由驱动轮31驱动，驱动轮31与外偏转滚轮28A中之一相连。因此，驱动皮带29将与机械手10同步运动。在图示的情况下，驱动轮31的直径与偏转滚轮28A的直径相同，第二驱动皮带29的移动速度将与第一驱动皮带24的移动速度恰好相等。夹持机构12C沿着其梁架12D的水平位移等于滑动架11的水平位移，这样，夹持机构12C在水平方向上的移动速度是滑动架11的两倍。通过在垂直梁架的较低端上布置偏转滚轮33A、33B及布置一个水平梁架单元12D，当滑动架11在水平方向移动时，夹持机构12C将进行精确的同步移动，在水平梁架单元12D的端部布置有偏转滚轮35A、35B。根据所显示的实施例，外偏转滚轮35A、35B的转动中心与分别位于其上的驱动轮26A、27A的中心处于相同的平面内。当梁架单元22只进行垂直移动时，夹持机构单元12C不产生移动，这是因为位于梁架单元上端的皮带24不进行任何相对运动，即偏转滚轮28A、28B保持静止。夹持机构12C在梁架12D中是以适当方式紧固的，为使摩擦最小，最好通过导引滚轮安装，图中显示了基本根据该原理而对滑动架11和垂直梁架22进行支撑的情况。

图10显示了根据本发明，具有图9所示的可移动夹持机构12C的机械手是如何工作的。如图10所示，可移动夹持机构12C沿梁架12D进行的移动比固定的梁架单元20要短一些。因此，夹持机构单元12C的移动距离比实际滑动架11的移动距离要短。为达到上述的目的，通过利用直径小于偏转滚轮28直径的驱动轮31，就可使滑动架运动的传动量变小，驱动轮31直径小于偏转滚轮28A直径的量，与梁架12C比固定梁架20短的量相等。这样就得到一种完全同步的运动，这就意味着当滑动架11处于沿着梁架20的各个端部位置时，可移动的夹持机构12C也分别处于各端点处。图中显示了夹持机构12C如何通过向下移动、与工件2相接触及启动抽吸头，而从第一冲压单元3收集工件2的情况。此后，机械手单元提起工件2且以合成速度，即滑动架11的速度加上夹持机构向第二冲压单元4移动的速度的组合速度，来移动工件，将工件2放下后返回以便收集下一个工件2。

根据一种变型，在该变型情况中取代对夹持机构12的强制控制，通过缓冲的能量使夹持机构12从一侧移动向另一侧。但在水平位移的端部制动机械手10时，夹持机构12就将从梁架12D的一侧滑动向另一侧。

图11显示了根据本发明的机械手单元10，通过安装与皮带29相似的驱动皮带36，使可移动的夹持机构12C具有其他功能即倾斜、倾翻和/或侧移，驱动皮带36由与偏转滚轮之一相连的驱动轮37驱动。在图11所示的情况下，驱动轮37与下部左偏转滚轮30A相连。驱动皮带36附加地围绕驱动轮38运转，通过驱动轮38的输出轴(图中未显示)，驱动已知的传动机构39。该传动机构39可被调节，以根据需要进行不同形式的运动，如倾斜(见图11A)、倾翻(见图11B)或侧移(见图11C)。在移动过程中，由于前述的不同偏转滚轮在独立的场合下进行转动，因此，将驱动轮37布置在所需的位置上，可在需要时自动同步地进行运动。由于偏转滚轮31A在纯水平移动的情况下不进行转动，因此，根据所示例子的传动机构39只在梁架单元22相对于滑动架11进行垂直运动的情况下才被启动。一般来说，该传动机构39只是在捡取及输送工件的情况下才被启动，为将物体迅速移出及送入冲压单元，在许多场合下是需要这种情况的。

图12显示了一个实施例，其中主要的元件、工件已在图9中进行了描述。在下面的内容中，将重点对与图9中的基本不同点进行描述。第一个重要的不同之处在于，驱动皮带24固连到垂直梁架22的上端22E上。驱动皮带24不管是固连到上缘还是下缘(如图9所示)，均对工作原理没有功能性的影响，但这样提供了一种利用较短驱动皮带29的选择。根据图12所示的实施例，驱动皮带29直接围绕一个外偏转轮28A布置，偏转轮28A放置在垂直梁架22的下端22A上。在该“转换”方案的帮助下就可利用一根非常短的皮带29。从图还可以看到应用了一个平衡缸筒40。该平衡缸筒40最好是气动的，平衡缸筒40布置有滑动架11上的气缸单元41和活塞42，滑动架11可在水平方向上进行运动，活塞42距垂直梁架22的较低端22A较近，垂直梁架22可在滑动架11中的垂直方向上进行移动。根据前面已知的情况，平衡缸筒可用于平衡在垂直方向上作用的外力(重力)。该平衡缸筒40可被用于找到垂直梁架22相对于滑动架11在垂直方向中所需要的一种平衡状态，从而产生这样的优点即不需要马达26A、27A通过驱动皮带24产生任何力的作用来使夹持机构保持一种平衡状态。从能量的方面来说，实际上不希望在停机状态下启动马达。相反，人们可选择将压力置入平衡缸筒40(可不只一个)中，这样，在平衡状态下，在不用马达的情况下，活塞42通过驱动皮带就可确定夹持机构的需要位置，驱动皮带可产生力的作用以抵销重力的作用。

本发明并不仅限于上述内容，在下述的专利权利要求书的范围内可对本发明进行变化。因此，应认识到：除上述内容之外，可采用多种不同形式的方案以滑动的方式将滑动架布置在梁架20上，并布置梁架单元22，这样梁架单元22就可在滑动架11中进行滑动。取代所显示的内容，可采用多个引导轮及滚针球轴承等，例如，可将多个引导轮及滚针球轴承布置在进行相对运动的所有平面之间，也可利用不应用引导轮的引导***，最好利用低摩擦材料如PTFE型材料构造滑动表面，低摩擦材料与金属表面相接触可提供较高的抗磨损能力。与导槽相互作用的引导销及引导刷也是本领域技术人员在选择范围内可构思的技术方案。还应认识到：所述及所显示的装置的数量不是限制性的。因此，可认识到：可利用多根驱动皮带来取代一根驱动皮带，这样，如果一根皮带被撕裂也可防止运行的停止。虽然优选图示齿轮从动型皮带，但该装置也可由其他具有相同功能相似元件如链来驱动。应进一步认识到：本发明可应用于多种类型的夹持机构而不仅仅是抽吸头，如夹持爪、电磁铁等。还应认识到：为在侧向上引导滑动架11，同样可将侧盘19A、19B放置到梁架20A、20B的内侧(取代放置到外侧)，这样，就可方便地构造象梁架22一样具有辅助孔的盘19A、19B及其他可移动部件。

Claims (16)

1、利用具有夹持机构(12)的机械手(10)，在水平和垂直方向上优选地从一个工作台(3)向另一个工作台(4)迅速传送加工件的方法，工件(2)的重量在1千克和40千克之间，在水平方向上的传送距离至少为1m，但少于10m，该传送至少部分是沿着基本水平延伸的梁架单元(20)进行的，夹持机构(12)以这种方式布置，即在沿着梁架(20)的至少一端位置(E1)处，该夹持机构(12)在超过沿着所述水平梁架(20)的端位置(E1)之外的一个位置(E2)处，收集和/或传送工件(2)，机械手受控制单元(50)的控制，并由一个皮带部件(24)及包括转子单元的至少两个马达(26，27)驱动，转子单元与用于所述皮带部件(24)的驱动轮(26A，27A)相连，所述马达(26，27)相对于所述工作台(3，4)不可移动地布置，工件(2)的传送是在不移动两个马达(26，27)中的任意一台的情况下进行的，其特征在于：整个传送是沿着一个相同的梁架单元(20)进行的，其中，所述皮带部件(24)由单根连续的驱动皮带(24)构成，同时，皮带部件与所述驱动轮(26A，27A)相连并受其驱动，工件的传送沿着由控制单元(50)中的控制计算机(51)预先编程的路径引导，控制单元(50)进行连续控制，且对形成所述马达(26，27)一部分的每个转子的位置进行记录。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：夹持机构(12)布置在机械手(10)上，通过这种方式就可进行覆盖沿着水平梁架(20)进行传送的水平运动。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：夹持机构(12)布置有至少两个单元(12A，12B)，一个单元(12A)在端位置(E2)中收集工件(2)，另一个单元(12B)将工件(2)放置到另一个端位置(F2)中，其中在将工件(2)从端位置(E2)传送至另一个端位置(F2)之前，中间存储部件(16)用于改变工件(2)的位置。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：中间存储所用的装置(16)可移动地布置在至少水平方向上，在该相同的方向中进行机械手的主要水平传送。

5、根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：夹持机构的传送是通过所谓的“teach-in”过程来程序化的，其中，工作周期根据夹持机构(12)的实际传送所经过的工作时间，由操作者编成程序，对于形成所述马达(26，27)的一部分的转子单元，对需要值的连续记录进行程序化，这样，控制计算机(51)通过与记录单元(52)相连通就可保证自动运行。

6、用于实现根据权利要求1的方法的机械手(10)，该机械手(10)包括：在两个端点(E2，F2)之间延伸的第一梁架单元(20)；第一和第二工作台(3，4)；沿着所述梁架单元(20)可移动布置的滑动架(11)；与所述第一梁架单元(20)基本垂直延伸且可移动地布置在所述滑动架(11)上的第二梁架单元(22)；布置在所述第二梁架单元(22)的一端(22A)上的夹持机构(12)；与控制单元(50)相连的两个驱动马达(26A，27A)；多个偏转滚轮(28，30)；以及皮带部件(24)，其特征在于：所述皮带部件(24)为单根连续驱动皮带(24)的形式，该驱动皮带围绕所述驱动马达的两个驱动轮(26A，27A)和所述偏转滚轮运行，并固连到所述第二梁架单元(22)的一端(22A)上，其中，相同的夹持机构(12)到达位于超出所述水平梁架(22)的端点(E1，F1)之外的端点(E2，F2)，所述控制单元(50)与操作面板(60)相连，通过该操作面板(60)，控制单元(50)中的控制计算机(51)就可通过所谓的“teach-in”过程进行连续的重新程序化。

7、根据权利要求6所述的机械手，其特征在于：夹持机构(12)包括一个伸长的部件(12D)。

8、根据权利要求7所述的机械手，其特征在于：在所述伸长部件(12D)的一端布置有第一夹持机构元件(12A)，在其另一端布置有第二夹持机构元件(12B)，所述的伸长部件(12D)在与所述第一梁架单元(20)相同的垂直方向上延伸。

9、根据权利要求6所述的机械手，其特征在于：在所述的第一和第二工作台(3，4)之间，布置有用于对工件(2)进行中间存储的中间台(16)。

10、根据权利要求9所述的机械手，其特征在于：所述中间台相对于所述工作台(3，4)可移动地布置。

11、根据权利要求7所述的机械手，其特征在于：所述夹持机构(12C)相对于所述伸长部件(12D)可移动地布置。

12、根据权利要求11所述的机械手，其特征在于：所述可移动的夹持机构单元(12C)利用沿着所述梁架单元(12D)的缓冲力移动。

13、根据权利要求11所述的机械手，其特征在于：所述可移动的夹持机构单元(12C)通过由驱动轮(31)驱动的皮带(29)的装置，被强制性地沿着所述梁架单元(12C)进行移动，所述驱动轮(31)与所述偏转滚轮(28，30)中的任何一个进行结构性地连接。

14、根据权利要求10所述的机械手，其特征在于：在第一机械手(10)的下面安装一个面向上及面向下的机械手(10A)，该面向上及面向下的机械手(10A)构成用于所述第一机械手的中间存储台(16C)。

15、根据上述任一权利要求所述的机械手，其特征在于：还包括一条驱动皮带(36)，该驱动皮带(36)可驱动地连接到垂直梁架(22)的较低端(22A)上的传动装置(39)上，从而可使夹持机构(12)进行进一步的运动。

16、根据权利要求15所述的机械手，其特征在于：所述皮带(36)由与所述偏转滚轮(30A)之一相连的驱动轮(37)驱动。

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