DE10017293A1 - x-y-Positionierantrieb mit Doppelausleger - Google Patents
x-y-Positionierantrieb mit DoppelauslegerInfo
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- F16H19/06—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising flexible members, e.g. an endless flexible member
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
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- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
- B23Q5/36—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission in which a servomotor forms an essential element
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- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/023—Cartesian coordinate type
- B25J9/026—Gantry-type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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- B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
- 1. Die Erfindung beschreibt einen x-y-
Positionierantrieb, der aufgrund seines
Aufbaus
- - kostengünstig erstellt werden kann,
- - parasitäre Massen wie Antriebsmotoren stationär verlagert,
- - flach aufgebaut werden kann,
- - platzsparend und gut zugänglich ist,
- - bei kartesischen Schlittenbewegungen die Leistung beider Motoren nutzt,
- - auf beiden Seiten eines Doppel auslegers eine örtlich versetzte, gleichsinnige x-y-Bewegung realisiert, hohe Geschwindigkeit und Beschleu nigung erreicht,
- - mit einem endlichen Zugmittel in einer Ebene für beide bewegte Achsen auskommt.
Stand der Technik ist es, x-y-
Positionierantriebe auf Basis von Spindel,
Zahnriemen oder Zahnstangen aufzubauen.
Klassisch werden bei kombinierten
Bewegungen zwei Einzelachsen
kreuzförmig montiert, um einen Schlitten in
der Fläche positionieren zu können. Motor
und Antrieb müssen mindestens bei einer
Achse mitbewegt werden. Sind zudem hohe
Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
gefordert, müssen momentenstarke und
damit große Motoren zum Einsatz kommen.
Große Motoren bedeutet im gleichen
Zusammenhang solide ausgelegte
Führungen. Die gestellte Aufgabe an den
Konstrukteur ist es, die bewegten Massen
möglichst zu reduzieren. So ist es Stand der
Technik, x-y-Positionierantriebe mit
stationären Motoren und flexiblen Zugglie
dern nach der Fig. 3 aufzubauen. Erstmalig
wurde dieser Antrieb bei großflächigen
Zeichenmaschinen verwendet. Mit der
Verbreitung des Zahnriemens wurde dieses
Antriebskonzept für freiprogrammierbare
Achssysteme eingesetzt. Seit 1987
verwendet die Fa. Cybertron Portalroboter
im Bereich des Maschinen- und
Anlagenbaus nach diesem Antriebskonzept.
Anwendungsbereiche findet man dort, wo
schnelle Positionieraufgaben im
kartesischen Arbeitsraum zu realisieren
sind. Typische Anwendungen hierfür sind
das Palettieren und Depalettieren sowie
Montage-, Dosier- und Inspektionsauf
gaben.
Die nach der Fig. 3 aufgebaute Kinematik
wird aufgrund der notwendigen
Riemenführung in einem Rahmen oder in
eine ringsum geschlossene Maschinenzelle
montiert. Für Aufgaben, bei denen ein
erhöhter Einrichtaufwand im Arbeitsbereich
der Portalkinematik notwendig ist, sollen für
den Maschinenbediener oder Einrichter
möglichst wenig Maschinenelemente die
Zugänglichkeit des Arbeitsbereiches von
vorn und seitlich stören. Die nach der Fig. 3
dargestellte Kinematik gewährt aufgrund der
raumzehrenden Riemenführung und
notwendigen Führungselemente keine gute
Zugänglichkeit. Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, eine Antriebskinematik
zu finden, die alle Vorteile der bestehenden
in der Fig. 3 dargestellten Kinematik
beinhaltet, eine der Aufgabe entsprechende
Riemenführung zu finden und damit die
Schlittenführung zu vereinfachen und die
Zugänglichkeit zu optimieren.
Fig. 1 stellt eine derartige Kinematik dar.
Fig. 1 die Draufsicht eines Ausführungs
beispieles der erfinderischen Vorrichtung,
mit Bewegungstabelle.
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 von vorn
gesehen.
Fig. 3 eine, dem Stand der Technik
entsprechende Antriebsvorrichtung mit
Bewegungstabelle.
Die Fig. 1 stellt das erste Ausführungs
beispiel der erfinderischen Lösung dar. Die
Antriebsmotoren M1, M2 sind stationär und
zueinander feststehend an einem festen
Teil des Schlittensystems montiert. Die
Motoren bilden mit ihren an der Motorwelle
koaxial befestigten Synchronscheiben zwei
Antriebseinheiten.
Die Antriebseinheit 1 besteht aus Motor M1
und Synchronrad Z1.
Die Antriebseinheit 2 besteht aus Motor M2
und Synchronrad Z2.
Die Umlenkrollen U1, U2, U3, U4 sind
jeweils einzeln drehbar, entlang der x-
Koordinate auf einer y-Schlittenführung
verschiebbar, zueinander feststehend,
gelagert. Die Umlenkrolle US ist drehbar,
entlang der x- und der y-Koordinate
verschiebbar, am ersten Ende eines
Auslegers gelagert.
Die zwei Enden des einzigen verzahnten
endlichen Riemens R sind entlang der x-
und y-Koordinate verschiebbar, zur
Umlenkrolle US feststehend, am zweiten
Ende eines Auslegers, in einem
Klemmblock vorgespannt befestigt.
Ausgehend vom Klemmblock K1 umschlingt
der Riemen in folgender Reihenfolge die
Umlenkrolle U3, Synchronrad Z1 bzw.
Antriebseinheit 1, Umlenkrolle U1,
Umlenkrolle U5, Umlenkrolle U2,
Synchronrad Z2 bzw. Antriebseinheit 2,
Umlenkrolle U4 und wird im Klemmblock
K1' befestigt.
Die gestrichelte Linie in Fig. 1 stellt
beispielhaft eine einfache Führung einer
solchen Antriebseinheit dar. In der Fig. 1 ist
anhand der Drehrichtungspfeile der Motoren
erkennbar, daß bei Bewegungen entlang
der x- und y-Koordinaten beide Motoren
gleichermaßen in die Schlittenbewegung
eingehen. Die notwendigen
Beschleunigungs- und Bremsmomente
werden auf zwei stationäre Motoren verteilt,
was im Vergleich zu konventionellen
Systemen den Einsatz von kompakten
Motoren mit geringerer Leistung erlaubt.
Der wesentliche Vorteil besteht jedoch
darin, daß sich der Riemenverlauf an das
mit Strichlinien dargestellte Führungs
konzept anpaßt und die Form eines
Doppelauslegerachssystems einnimmt, die
dem Bediener eine gute Zugänglichkeit zum
Arbeitsbereich sicherstellt. Zudem ragt der
y-Ausleger nicht fest um ein bestimmtes
Maß in den Raum sondern nur so weit, wie
der Ausleger in y-Richtung verfahren wird.
Bei Aufgaben, bei denen simultan auf zwei
Seiten die gleiche Kontur verfahren werden
muß, ist es bei diesem Konzept von Vorteil,
dass parallel auf beiden Seiten des
Auslegers eine örtlich versetzte x-y-
Bewegung realisiert wird.
Selbstverständlich kann das Doppelaus
legerachssystem ebenfalls in der x-z-
Ebene verfahren. Der gesamte Antrieb ist
kostengünstig erstellbar und läßt den
Aufbau mit preisgünstigen
Standardkomponenten zu.
Claims (6)
1. Positionierantrieb mit Doppelausleger für
einen in der Fläche (x, y oder x, z)
positionierbaren Schlitten, unter Verwen
dung von mindestens einem form- oder
kraftschlüssigen, in einer Ebene
verlaufenden, flexiblen Zugglied, wie
Seilzüge, Zahnriemen oder Gliederketten,
angetrieben von zwei stationären Motoren,
die zueinander feststehend an einem festen
Teil des Schlittensystems montiert sind und
mit ihren an der Motorwelle koaxial
befestigten Synchronscheiben Z1 und Z2
oder Antriebsrädern zwei Antriebseinheiten
1 und 2 bilden dadurch gekennzeichnet,
daß die, Umlenkrollen U1, U2, U3, U4
jeweils einzeln drehbar, entlang der x-
Koordinate auf einer y-Schlittenführung
verschiebbar, zueinander feststehend,
gelagert sind und Umlenkrolle US drehbar,
entlang der x- und der y-Koordinate
verschiebbar, an einem ersten Ende eines
Auslegers gelagert ist und die zwei Enden
des Zuggliedes R entlang der x- und y-
Koordinate verschiebbar, zur Umlenkrolle
US, feststehend durch die y-Führung
getrennt, an einem zweiten Ende eines
Auslegers in einem Klemmblock
vorgespannt, befestigt wird und ausgehend
von der Klemmeinrichtung K1 die
Umschlingung des Zuggliedes in der
Reihenfolge Umlenkrolle U3, Synchronrad
oder Antriebsrolle Z1 bzw. Antriebseinheit 1,
Umlenkrolle U1, Umlenkrolle U5,
Umlenkrolle U2, Synchronrad oder
Antriebsrolle Z2 bzw. Antriebseinheit 2,
Umlenkrolle U4, und das Ende des
Zuggliedes in der Klemmeinrichtung, K1'
befestigt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß nur in den
Achsorientierungen x- und y-, einseitig,
notwendige Zugglieder verlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund
der Riemenführung keine der x-Achse
gegenüberliegende Führung notwendig
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zur
Ersparnis, von bewegten elektrischen
Zuleitungen, die Referenzschalter
stationär am nicht beweglichen Teil des
Schlittens montiert werden können und
dadurch lediglich die Referenz
reihenfolge, erst x dann y eingehalten
werden muß.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß durch
eine zusätzliche Zugmittel- und
Antriebsebene für einen zusätzlichen y-
Auslegerarm die gleiche x- Führung
verwendet werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der
flächige Arbeitsbereich des
Positionierantriebes jede andere
Orientierung im Raum annehmen kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000117293 DE10017293A1 (de) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | x-y-Positionierantrieb mit Doppelausleger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000117293 DE10017293A1 (de) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | x-y-Positionierantrieb mit Doppelausleger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10017293A1 true DE10017293A1 (de) | 2001-11-08 |
Family
ID=7637895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000117293 Ceased DE10017293A1 (de) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | x-y-Positionierantrieb mit Doppelausleger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10017293A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1021638C2 (nl) * | 2002-10-11 | 2004-04-14 | Karel Johannes Van Assenbergh | Manipulator en spuitgietmachine voorzien van een dergelijke manipulator. |
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DE102009026318A1 (de) | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Krones Ag | Handhabungseinrichtung zum Bewegen von Gütern |
CN105643611A (zh) * | 2016-02-06 | 2016-06-08 | 武汉人天包装自动化技术股份有限公司 | 十字型xoy双轴联动直角坐标机器人 |
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CN111438541A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-24 | 东莞市嘉宏机电科技有限公司 | 一种轻便型数控钻攻机 |
-
2000
- 2000-04-06 DE DE2000117293 patent/DE10017293A1/de not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |