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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überführungswerkzeug.
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Stand der Technik
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Herkömmlicherweise ist zum Erhöhen der Überführungsgeschwindigkeit eines Werkstücks zwischen Pressvorrichtungen und zum Ausdehnen der Reichweite ein Überführungswerkzeug bekannt, das aus einem Gleitmechanismus konfiguriert ist, der an einer Spitze eines Handgelenks eines Gelenkroboters angebracht ist, und der ein Werkstück linear in einer Richtung bewegt (siehe beispielsweise PTL 1).
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Das Überführungswerkzeug, das in PTL 1 beschrieben ist, enthält, auf Vorder- und Rückflächen eines streifenförmigen Rahmens, zwei Gleitstücke, die derart gestützt sind, dass sie dazu imstande sind, sich linear entlang einer Längsrichtung des Rahmens zu bewegen, und die durch einen Riemen aneinandergekuppelt sind.
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Mit diesem Überführungswerkzeug wird, wenn ein handgelenkseitiges Gleitstück, das an einem Handgelenk eines Gelenkroboters befestigt ist, in einer Richtung entlang der Längsrichtung des Rahmens angetrieben wird, ein werkstückseitiges Gleitstück in der Gegenrichtung bewegt, und dadurch kann die Überführung des Werkstücks auf hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden und außerdem die Reichweite in einem Ausmaß einer Bewegungsreichweite jeden Gleitstücks erweitert werden, und es kann ein Hub, der das Doppelte der Bewegungsreichweite jeden Gleitstücks beträgt, erzielt werden.
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Zudem enthält das Überführungswerkzeug in PTL 1 am werkstückseitigen Gleitstück eine Schwungwelle am distalen Ende zum Bewirken, dass ein Werkstück um eine Achsenlinie schwingt, die sich in einer Breitenrichtung des Rahmens erstreckt. Durch Bewirken, dass die Schwungwelle am distalen Ende arbeitet, kann die Haltung eines gestützten Werkstücks geändert werden, ohne den Rahmen des Überführungswerkzeugs zu bewegen.
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Aus Druckschrift
DE 2009 015 682 U1 ist eine Transporteinrichtung für Werkstücke bekannt, insbesondere für Blechteile. Die Einrichtung bewerkstelligt den Transport zwischen benachbarten Ablagen oder Bearbeitungsvorrichtungen, insbesondere Pressen. Die Transporteinrichtung weist einen mehrachsigen Roboter mit einem Greifwerkzeug auf. Sie weist ferner eine vom Roboter geführte, steuerbare Transfereinrichtung mit einer Vorschubeinrichtung und einer Schwenkeinrichtung für das Greifwerkzeug auf.
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Die Druckschrift Martens H., Liebich R. (2014) Zugmitteltriebe, in Grote KH., Feldhusen J. (eds) Dubbel, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, offenbart allgemeine Informationen zu Zugmitteltrieben.
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Die Druckschrift Höhn BR. (2014) Zahnradgetriebe, in Grote KH., Feldhusen J. (eds) Dubbel, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, offenbart allgemeine Informationen zu Zahnradgetrieben.
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Die Druckschrift Uhlmann E., Krüger J. (2014) Industrieroboter, in Grote KH., Feldhusen J. (eds) Dubbel, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, offenbart allgemeine Informationen zu Industrierobotern.
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Aus Druckschrift US 2007 / 0 140 823 A1 ist ein mehrachsiger Gelenkarmroboter zum Übertragen von Werkstücken bekannt. Der Gelenkarmroboter umfasst eine Roboterbasis, auf der eine Bewegungseinheit um eine erste Achse geschwenkt werden kann, die im Betriebszustand vertikal ist. Die Bewegungseinheit hat einen schwenkbaren Teil neben der Basis, einen Gelenkarm, der aus einem Oberarm und einem Unterarm besteht, wobei ein solcher Oberarm zum Schwenken an einem Ende um eine horizontale zweite Achse mit dem Schwenkteil am anderen Ende verbunden ist und wobei das benachbarte Ende des Unterarms zum Schwenken um eine horizontale dritte Achse ein Drehelement aufweist, das am Ende des Unterarms gegenüber dem Oberarm angeordnet ist, wobei ein solches Drehelement um eine vierte Achse gedreht werden kann, die sich in der Längsrichtung der erstreckt unterer Arm. Die Bewegungseinheit umfasst ferner ein Schwenkelement, das mit dem Drehelement verbunden ist, und um eine fünfte Achse schwenkbar ist, die sich quer zur vierten Achse erstreckt, und ein Stützteil, das rotierend mit dem Schwenkelement verbunden ist, wobei sich ein solches Stützteil quer zur fünften Achse erstreckt. Auf dem Stützteil ist ein Haltemittel eines Hebemittels, das den zu übertragenden Werkstücken zugeordnet ist, und insbesondere ein Vakuumsaugmittel zur Drehung um eine siebte Achse angeordnet.
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Aus Druckschrift US 2012 / 0 282 066 A1 ist eine Manipulator zum Transportieren von Werkstücken bekannt. Der Transport erfolgt insbesondere zwischen zwei aufeinanderfolgenden Formpressen einer Pressenarbeitslinie. Die Vorrichtung umfasst einen Bewegungsmechanismus, der dreidimensionale Bewegungen auf dem Weg zwischen den Formpressen ermöglicht, einen zusätzlichen Bewegungsarms, der an dem Bewegungsmechanismus angebracht und über diesen mit dem Bewegungsmechanismus verbunden ist, ein Stützelement, das eine Schwenkbewegung des zusätzlichen Bewegungsarms um eine vertikale Achse des Stützelements sowie eine Translationsbewegung des Ergänzungsarms in Bezug auf das Stützelement ermöglicht, und eine Werkzeugstütze, die am äußeren Ende eines zusätzlichen Bewegungsarms vorgesehen ist. Die Werkzeugstütze ist um eine horizontale erste Achse und um eine zweite Achse senkrecht zur ersten Achse drehbar, wobei die Werkzeugstütze eine Werkzeugaufnahme enthält, die um eine dritte Achse senkrecht zur zweiten Achse drehbar ist.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Mit dem Überführungswerkzeug von PTL 1 ist zum Verringern des Gewichts des werkstückseitigen Gleitstücks ein Motor zum Antreiben der Schwungwelle am distalen Ende am handgelenkseitigen Gleitstück angeordnet, und das Antreiben wird durch einen Synchronriemen ausgeführt. Ein Synchronriemen weist jedoch eine Länge auf, die ungefähr das Doppelte der Länge des Rahmens beträgt, und es ist schwierig einen angemessenen Vorspannwert beizubehalten, und genaues Antreiben der Schwungwelle am distalen Ende wird durch Verringerung der Vorspannung erschwert. Zudem weist der Synchronriemen eine geringe Starrheit auf, und daher werden Schwankungen des Lastmoments, das auf die Schwungwelle am distalen Ende einwirkt, nicht leicht auf den Motor übertragen, und es besteht die Unannehmlichkeit, dass es schwierig ist, Schwankungen des Lastmoments an der Schwungwelle am distalen Ende auf Grundlage einer Änderung eines Stromwerts des Motors rasch zu erkennen.
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der oben beschriebenen Umstände geschaffen, und ihre Aufgabe ist es, ein Überführungswerkzeug vorzusehen, das dazu imstande ist, eine Schwungwelle am distalen Ende genau anzutreiben und Schwankungen des Lastmoments an der Schwungwelle am distalen Ende rasch zu erkennen, während die Größe und das Gewicht eines werkstückseitigen Gleitstücks verringert wird.
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Problemlösung
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Zum Lösen der oben beschriebenen Probleme sieht die Erfindung die folgenden Lösungen vor.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Überführungswerkzeug vor, enthaltend einen im Wesentlichen streifenförmigen Rahmen, ein handgelenkseitiges Gleitstück zur Anbringung an einem Handgelenk eines Roboters, das derart auf einer Seite des Rahmens in einer Stärkenrichtung vorgesehen ist, dass es zur Bewegung entlang einer Längsrichtung des Rahmens imstande ist, ein werkstückseitiges Gleitstück, das derart auf einer anderen Seite des Rahmens in der Stärkenrichtung vorgesehen ist, dass es zur Bewegung entlang der Längsrichtung des Rahmens imstande ist, und eine Schwungwelle am distalen Ende, die am werkstückseitigen Gleitstück angebracht ist. Die Schwungwelle am distalen Ende enthält einen Werkstückstützabschnitt, der zum Stützen eines Werkstücks dient, und der derart durch das werkstückseitige Gleitstück gestützt ist, dass er um eine Achsenlinie schwingt, die in einer Breitenrichtung des Rahmens verläuft, und ein Stellglied, das am werkstückseitigen Gleitstück angebracht ist, und das zum Bewirken dient, dass der Werkstückstützabschnitt schwingt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Bewirken, dass sich das handgelenkseitige Gleitstück und das werkstückseitige Gleitstück in einer Längsrichtung des Rahmens in einem Zustand bewegen, in dem das handgelenkseitige Gleitstück an einem Handgelenk eines Roboters befestigt ist und ein Werkstück durch den Werkstückstützabschnitt der Schwungwelle am distalen Ende, das am werkstückseitigen Gleitstück angebracht ist, das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit in der Längsrichtung des Rahmens überführt werden, und außerdem kann die Reichweite auf das Ausmaß eines beweglichen Bereichs jeden Gleitstücks erweitert und ein Hub, der das Doppelte des beweglichen Bereichs jeden Gleitstücks beträgt, erzielt werden.
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Zudem kann durch Bewirken, dass der Werkstückstützabschnitt durch Betrieb des Stellglieds der Schwungwelle am distalen Ende schwingt, die Haltung eines Werkstücks, das durch den Werkstückstützabschnitt gestützt ist, um die Achsenlinie geändert werden, die in der Breitenrichtung des Rahmens verläuft.
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In diesem Falle wird der Werkstückstützabschnitt durch das Stellglied angetrieben, das am werkstückseitigen Gleitstück befestigt ist, und dadurch können das Stellglied und der Werkstückstützabschnitt nahe aneinander angeordnet sein, wodurch das Erfordernis eines langen Synchronriemens mit geringer Starrheit zum Übertragen von Leistung des Stellglieds auf den Werkstückstützabschnitt beseitigt ist. Dementsprechend kann Reibungsverlust, der am Synchronriemen auftritt, in hohem Maße verringert werden, und die Leistung des Stellglieds kann wirksam auf den Werkstückstützabschnitt zum Antreiben des Werkstückstützabschnitts mit großer Genauigkeit übertragen werden, und außerdem können Schwankungen des Lastmoments an der Schwungwelle am distalen Ende rasch erkannt werden.
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Erfindungsgemäß enthält das Stellglied einen Motor, ein Untersetzungsgetriebe zum Verringern der Drehzahl des Motors und einen Leistungsübertragungsabschnitt zum Übertragen einer Abgabe des Untersetzungsgetriebes auf den Werkstückstützabschnitt.
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Dies ermöglicht ein Moment, das durch Verringerung der Drehzahl des Motors durch das Untersetzungsgetriebe zur Übertragung auf den Werkstückstützabschnitt durch den Leistungsübertragungsabschnitt verstärkt wird. Dementsprechend kann die Größe und das Gewicht des Motors verringert werden.
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Erfindungsgemäß überträgt der Leistungsübertragungsabschnitt die Abgabe des Untersetzungsgetriebes nach dem Verringern der Abgabe auf den Werkstückstützabschnitt.
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Dies ermöglicht, dass das Moment, das vom Untersetzungsgetriebe abgegeben wird, verstärkt und außerdem am Leistungsübertragungsabschnitt übertragen wird, und dadurch können die Größe und das Gewicht des Untersetzungsgetriebes verringert werden.
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Erfindungsgemäß ist der Motor nicht koaxial mit der Achsenlinie angeordnet, und der Werkstückstützabschnitt enthält eine Welle, die auf beiden Seiten des Rahmens in der Breitenrichtung verläuft, und ein Paar Grenzflächenabschnitte, die an beiden Enden der Welle vorgesehen sind.
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Dies ermöglicht ein Gerät, wie etwa eine Hand zum Anbringen/Abnehmen eines Werkstücks, das auf beiden Seiten in der Breitenrichtung mit dem Rahmen an der Mitte verläuft, zur leichten Anbringung an dem Paar Grenzflächenabschnitten auf beiden Seiten der Welle und zur Anordnung mit einer guten Gewichtsausgeglichenheit. Durch nicht koaxiales Anordnen des Motors mit der Schwungachsenlinie des Werkstückstützabschnitts kann eine Struktur, bei der die Welle auf beiden Seiten des Rahmens in der Breitenrichtung verläuft, leicht angenommen werden.
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Zudem kann das Paar Grenzflächenabschnitte im oben beschriebenen Aspekt Anbringungsflächen enthalten, die parallel zueinander sind.
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Dies beseitigt die Belastung, Winkelausrichtung zwischen einem Gerät und jedem Grenzflächenabschnitt beim Anbringen eines Geräts am Paar Grenzflächenabschnitten ausführen zu müssen.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können Auswirkungen dahingehend, dass die Schwungwelle am distalen Ende genau angetrieben werden kann, und dass Schwankungen des Lastmoments an der Schwungwelle am distalen Ende rasch erkannt werden können, erzielt werden, während die Größe und das Gewicht des werkstückseitigen Gleitstücks verringert sind.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Perspektivansicht, die ein Robotersystem zeigt, an dem ein Überführungswerkzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
- [2] 2 ist eine Perspektivansicht, die das Überführungswerkzeug in 1 von der Seite eines handgelenkseitigen Gleitstücks zeigt.
- [3] 3 ist eine Perspektivansicht, die das Überführungswerkzeug in 1 von der Seite eines werkstückseitigen Gleitstücks zeigt.
- [4] 4 ist eine Vorderansicht, die eine Schwungwelle am distalen Ende zeigt, welche am werkstückseitigen Gleitstück des Überführungswerkzeugs in 1 vorgesehen ist.
- [5] 5 ist eine teilweise weggebrochene Obenansicht, die die Schwungwelle am distalen Ende von 2 zeigt.
- [6] 6 ist eine Perspektivansicht, die Zufuhr und Entnahme eines Werkstücks zu und aus einem Pressgerät durch das Robotersystem in 1 beschreibt.
- [7] 7 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel eines Werkzeugs zeigt, das am Überführungswerkzeug in 1 angebracht ist.
- [8] 8 ist eine Vorderansicht, die eine Betriebsreichweite eines Gelenkroboters zeigt, wobei ein Winkel eines Werkstücks durch die Schwungwelle am distalen Ende des Überführungswerkzeugs in 1 geändert wird.
- [9] 9 ist eine Vorderansicht, die eine Betriebsreichweite des Gelenkroboters zeigt, wobei ein Winkel eines Werkstücks am Überführungswerkzeug in 1 ohne die Benutzung der die Schwungwelle am distalen Ende 1 geändert wird.
- [10] 10 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel eines Grenzflächenabschnitts zeigt, der an beiden Enden einer Welle vorgesehen ist, die die Schwungwelle am distalen Ende des Überführungswerkzeugs in 1 ausbildet.
- [11] 11 ist eine Perspektivansicht, die ein anderes Beispiel des Grenzflächenabschnitts in 10 zeigt.
- [12] 12 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die ein Anbringungsbeispiel des Grenzflächenabschnitts in 10 an der Welle zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden wird ein Überführungswerkzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, ist das Überführungswerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Gleitarmgerät, das an einer Spitze des Handgelenks eines Gelenkroboters (Roboters) 30 angebracht ist.
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Beispielsweise enthält der Gelenkroboter 30, wie in 1 gezeigt, eine Basis 3, die an einer Stützbasis 2 befestigt ist, eine Drehbasis 4, die derart gestützt ist, dass sie zum Drehen um eine horizontale erste Achsenlinie A horizontal zu einer Seitenfläche der Basis 3 imstande ist, einen ersten Arm 5, der derart gestützt ist, dass er zum Schwingen um eine zweite Achsenlinie B senkrecht zu einer Achsenlinie (nicht gezeigt) parallel zu und getrennt von der ersten Achsenlinie A imstande ist, einen zweiten Arm 6, der derart gestützt ist, dass er zur linearen Bewegung in einer Längsrichtung des ersten Arms 5 imstande ist, und eine Handgelenkeinheit (Handgelenk) 7, die an einer Spitze des zweiten Arms 6 angeordnet ist.
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Das bedeutet, dass der Gelenkroboter 30 eine erste Welle J1 zum Bewirken, dass die Drehbasis 4 um die erste Achsenlinie A bezüglich der Basis 3 dreht, eine zweite Welle J2 zum Bewirken, dass der erste Arm 5 um die zweite Achsenlinie B bezüglich der Drehbasis 4 schwingt, und eine dritte Welle J3 zum Bewirken, dass sich der zweite Arm 6 linear in der Längsrichtung des ersten Arms 5 bezüglich des ersten Arms 5 bewegt, enthält.
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Hinsichtlich der Handgelenkeinheit 7 genügt es, wenn zwei oder mehr Drehwellen, die um Achsenlinien C, D, E drehen, welche einander schneiden, vorgesehen sind.
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Die Handgelenkeinheit 7 enthält drei Drehwellen (vierte Welle J4, fünfte Welle J5 und sechste Welle J6), die um die senkrecht stehenden Achsenlinien C, D, E drehen, und eine Frontplatte 8, die zum Befestigen eines Werkzeugs oder dergleichen an der Drehwelle J6 an einem Anschluss angeordnet ist. Die vierte Welle J4 bewirkt, dass ein erstes Handgelenkgehäuse 9 bezüglich des zweiten Arms 6 um eine vierte Achsenlinie (Drehwelle) C parallel zur Längsrichtung des ersten Arms 5 dreht, die fünfte Welle J5 bewirkt, dass ein zweites Handgelenkgehäuse 10 um eine fünfte Achsenlinie (Drehwelle) D senkrecht zur vierten Achsenlinie C dreht, und die sechste Welle J6 bewirkt, dass die Frontplatte 8 um eine sechste Achsenlinie (Drehwelle) E senkrecht zur fünften Achsenlinie D dreht. In der Zeichnung zeigen die Bezugszeichen 11 bis 16 jeweils Motoren der ersten Welle J1 bis zur sechsten Welle J6 an.
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Die erste Welle J1 bewirkt, dass die Drehbasis 4 um die horizontale erste Achsenlinie A dreht, und bewirkt dadurch, dass die Drehbasis 4 und der erste Arm 5, an der Drehbasis 4 an der Handgelenkeinheit 7 angebracht ist, wie ein Pendel zu schwingen. Eine Betriebsreichweite einer derartigen pendelartigen Bewegung liegt auf oder unterhalb einer im Wesentlichen horizontalen Ebene, die die erste Achsenlinie A beinhaltet. Im Falle des Überführens eines Werkstücks (nicht gezeigt) durch die pendelartige Bewegung kann, da die Schwerkraft konstant in der Richtung, die der Beschleunigung und Verlangsamung hilft, der Schwungbetrieb aufgrund des Betriebs der ersten Welle J1 auf einer hohen Geschwindigkeit und mit wenig Energie durchgeführt werden.
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Die zweite Welle J2 ist zum Ändern einer Schrägstellung des ersten Arms 5 bezüglich der Drehbasis 4 imstande. Die dritte Welle J3 ist zum Bewirken imstande, dass sich der zweite Arm 6 linear bezüglich des ersten Arms 5 bewegt, und dass er die Länge des gesamten Arms, der aus dem ersten Arm 5 und zweiten Arm 6 ausgebildet ist, erweitert oder verkürzt.
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Das bedeutet, dass die Handgelenkeinheit 7 an einer beliebigen Position innerhalb der Betriebsreichweite durch die erste Welle J1 bis zur dritten Welle J3 angeordnet werden kann. Zudem kann die Haltung eines Werkstücks, das an der Frontplatte 8 angebracht ist, durch die vierte Welle J4 bis zur sechsten Welle J6 beliebig angepasst werden.
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Das Überführungswerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Rahmen 18, der streifenförmig ist (rechteckige flache Plattenform), und zwei Gleitstücke 19, 20, die auf beiden Seiten des Rahmens 18 in einer Stärkenrichtung angeordnet sind.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, sind die zwei Gleitstücke 19, 20 derart an Vorder- und Rückflächen des Rahmens 18 gestützt, dass sie zur Bewegung in einer Längsrichtung entlang von Schienen 31 imstande sind, welche entlang einer Längsrichtung des Rahmens 18 angeordnet sind. Zudem sind die zwei Gleitstücke 19, 20 durch einen Riemen 21 verkuppelt, der der um Riemenscheiben 32 gewickelt ist, welche derart an beiden Enden des Rahmens 18 in der Längsrichtung gestützt sind, dass sie zum Drehen um parallele Achsenlinien imstande sind.
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Eine Zahnstange 33 ist an einer Endfläche des Rahmens 18 in einer Breitenrichtung entlang der Längsrichtung befestigt. Wie in 3 gezeigt, steht die Zahnstange 33 mit einem Ritzel 34 eines Motors 22 in Eingriff, der am Gleitstück (handgelenkseitigen Gleitstück) 19 angebracht ist. Wenn das Gleitstück 19 dadurch, dass der Motor 22 angetrieben wird, in einer Richtung entlang der Längsrichtung auf der Vorderfläche des Rahmens 18 bewegt wird, wird das andere Gleitstück (werkstückseitige Gleitstück) 20, das durch den Riemen 21 verkuppelt ist, durch den Riemen 21 gezogen und in der anderen Richtung entlang der Längsrichtung auf der Rückseite des Rahmens 18 bewegt. Das bedeutet, dass sich die zwei Gleitstücke 19, 20 relativ in entgegengesetzte Richtungen entlang der Längsrichtung des Rahmens 18 bewegen sollen.
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Das Gleitstück 19 ist an der sechsten Welle J6 der Handgelenkeinheit 7 befestigt. Wie in 4 und 5 gezeigt, enthält das andere Gleitstück 20 einen Werkstückstützabschnitt 36, an den ein Werkzeug S (siehe 6 und 7) mit mehreren Saugnäpfen 35 zum Anhaften an einem Werkstück angebracht werden soll, und eine Schwungwelle 37 am distalen Ende zum Bewirken, dass der Werkstückstützabschnitt 36 um eine Achsenlinie F schwingt, die in der Breitenrichtung des Rahmens 18 verläuft.
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Der Werkstückstützabschnitt 36 enthält eine gerade, stabförmige Welle 38 die derart am Gleitstück 2 befestigt ist, dass sie um die Achsenlinie F dreht, und zwei Grenzflächenabschnitte 39, 40, die an beiden Enden der Welle 38 befestigt sind, wie beispielsweise in 10 oder 11 gezeigt. Die zwei Grenzflächenabschnitte 39, 40 enthalten Anbringungsflächen 41, die parallel zueinander sind. Dementsprechend muss beim Anbringen des Werkzeugs S an den Grenzflächenabschnitten 39, 40 keine Winkelausrichtung ausgeführt werden, und die Anbringung kann leicht durchgeführt werden.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, enthält die Schwungwelle 37 am distalen Ende einen Motor (ein Stellglied) 42, ein Untersetzungsgetriebe (Stellglied) 43 zum Verringern der Drehzahl des Motors 42 und ein Paar Zahnräder (Leistungsübertragungsabschnitt, Stellglied) 44, 45 zum Übertragen eines Ausgangsmoments des Untersetzungsgetriebes 43 auf die Welle 38. Eine Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 43 und ein Lager 46 zum drehbaren Stützen des Paars Zahnräder 44, 45 und die Welle 38 sind in einem Getriebekasten 47 eingefasst und werden kollektiv geschmiert.
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Der Getriebekasten 47 ist am Gleitstück 20 befestigt, und der Motor 42 ist über das Untersetzungsgetriebe 43 am Getriebekasten 47 befestigt. Der Motor 42 ist parallel zur Achsenlinie F der Welle 38 angeordnet. Beispielsweise sind das Paar Zahnräder 44, 45 Geradstirnräder und ein Antriebsrad 44, das an der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 43 befestigt ist, und ein angetriebenes Rad 45, das an der Welle 38 befestigt ist. Ein Durchmesser des angetriebenen Rads 45 ist genügend größer als jener des Antriebsrads 44, und die Drehzahl des Antriebsrads 44 wird daher verringert und auf die Welle 38 übertragen.
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Wie in 6 gezeigt, enthält das Werkzeug S einen Strebenabschnitt 48, der an jedem des Paars Grenzflächen 39, 40 an beiden Enden der Welle 38 befestigt ist, und mehrere Zweigabschnitte 49, die vom Strebenabschnitt 48 abzweigen und sich von dort aus erstrecken, und mehrere Saugnäpfe 35 sind an jedem Zweigabschnitt 49 angeordnet, während sie in dieselbe Richtung gerichtet sind.
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Beispielsweise führt das Werkzeug S, wie in 7 gezeigt, ein flaches plattenförmiges Werkstück W einem Pressgerät 24, 25 zu, und haftet beim Entnehmen des Werkstücks W, das durch das Pressgerät 24, 25 verarbeitet wurde, durch die Saugnäpfe 35 am Werkstück W an oder gibt es frei.
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Zudem enthält der Gelenkroboter 30, wie in 1 gezeigt, ein abgekipptes Kupplungsglied 23 zum Befestigen der Frontplatte 8 der Handgelenkeinheit 7 und von einem der Gleitstücke (Gleitstück 19), das an der Frontplatte 8 befestigt werden soll, in einem vorgegebenen Kippwinkel aneinander.
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Das abgekippte Kupplungsglied 23 bewirkt, dass der erste Arm 5 um die zweite Achsenlinie B um einen vorgegebenen Winkel schwingt, und verkuppelt die sechste Welle J6 der Handgelenkeinheit 7 und das Überführungswerkzeug 1 derart, dass die Breitenrichtung und die Längsrichtung des Übertragungswerkzeugs 1 im Wesentlichen horizontal werden, wenn die Handgelenkeinheit 7 gerade gemacht wird, d.h. in einem Zustand, in dem die vierte Achsenlinie C und die sechste Achsenlinie E auf einer geraden Linie liegen.
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Eine Auswirkung des Überführungswerkzeugs 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das in der obigen Art und Weise konfiguriert ist, wird insbesondere für einen Fall beschrieben, in dem Zuführung und Entnahme eines Werkstücks W zwischen zwei Pressgeräten 24, 25 ausgeführt wird, die einander mit einem Spalt dazwischen benachbart sind, wie im Falle eines Pressmaschinensystems 50, das in 6 gezeigt ist.
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Wie in 1 gezeigt, bewirkt der Gelenkroboter 30, dass der erste Arm 5 um einen vorbestimmten Winkel um die zweite Achsenlinie B schwingt, und ordnet dadurch den Rahmen 18 des Überführungswerkzeugs 1 in einer im Wesentlichen horizontalen Haltung an. Dabei soll die Mitte des Überführungswerkzeugs 1 in der Breitenrichtung auf einer geraden Linie (Pressenmittellinie) P angeordnet werden, die Mitten der Pressgeräte 24, 25 verbindet.
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Als Nächstes wird die Drehbasis 4, wie in 6 gezeigt, in einer Richtung um die erste Achsenlinie A bezüglich der Basis 3 gedreht, der erste Arm 5 und der zweite Arm 6 wird wie ein Pendel bewegt, und jede Drehwelle J4, J5, J6 der Handgelenkeinheit 7 wird betrieben, und das Überführungswerkzeug 1 bewegt sich dadurch entlang der Pressenmittellinie P, während es die im Wesentlichen horizontale Haltung beibehält und die Längsrichtung und die Breitenrichtung in konstanten Richtungen beibehält. Dabei wird der Motor 22 des Überführungswerkzeugs 1 betrieben, und die zwei Gleitstücke 19, 20 werden derart relativ zueinander bewegt, dass sich der Rahmen 18 vorwärts in der Schwingrichtung des ersten Arms 5 bewegt.
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Dementsprechend ist es möglich, nur das Überführungswerkzeug 1 in eines der Pressgeräte (Pressgerät 24) in einem Zustand einzuführen, in dem die Handgelenkeinheit 7 außerhalb der Pressgeräte 24, 25 angeordnet ist. Zudem kann an dieser Position ein Werkstück W im Pressgerät 24, wie etwa ein Blech, das einem Pressbearbeitungsschritt unterzogen wurde, erfasst und durch das Werkzeug S, das am Gleitstück 19 vorgesehen ist, aus einer Form (nicht gezeigt) des Pressgeräts 24 entnommen werden.
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In diesem Zustand werden die Drehbasis 4, der erste Arm 5 und der zweite Arm 6 wie ein Pendel bewegt, um die Handgelenkeinheit 7 nahe an das andere Pressgerät (Pressgerät 25) zu bringen, die Handgelenkeinheit 7 wird zum beibehalten der Haltung des Überführungswerkzeugs 1 betrieben, und das Überführungswerkzeug 1 wird zum derartigen Bewegen der zwei Gleitstücke 19, 20 relativ zueinander betrieben, dass der Rahmen 18 und das Werkstück W, das durch das Werkzeug S ergriffen ist, in das andere Pressgerät (Pressgerät 25) eingeführt werden. Ebenfalls in diesem Falle wird das Überführungswerkzeug 1 entlang der Pressenmittellinie P bewegt, und dadurch kann das Werkzeug S zum Freigeben des überführten Werkstücks W und zum Fallenlassen des Werkstücks W in die Form des anderen Pressgeräts (Pressgerät 25) betrieben werden.
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Das bedeutet, dass das Überführungswerkzeug 1 den streifenförmigen Rahmen 18 enthält und eine Stärkenbemessung aufweist, die genügend kleiner als jene der Handgelenkeinheit 7 ist. Dementsprechend kann das Überführungswerkzeug 1 leicht selbst in einen kleinen Spalt einer vertikal geöffneten Form im Pressgerät 24, 25 eingeführt werden, um ein Werkstück W zu ergreifen oder freizugeben.
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Insbesondere im Falle des Überführens eines Werkstücks W zwischen den Pressgeräten 24, 25 ist es erwünscht, dass die Effizienz eines Pressschritts durch Bewirken gesteigert wird, dass das Werkzeug S zum Ergreifen des Werkstücks W unmittelbar nach dem Beginnen des Öffnens der Form des Pressgeräts 25 eintritt und sich unmittelbar vor dem Schließen der Form aus dem Pressgerät 24, 25 zurückzieht. Dementsprechend ist das Überführungswerkzeug 1 mit einer kleinen Stärkenabmessung als Mechanismus zum Eintreten in das Pressgerät 24, 25 geeignet.
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Zudem wird die Handgelenkeinheit 7 entlang einer geraden Bahn durch Drehung der Drehbasis 4, Schwingen des ersten Arms 5 und lineare Bewegung des zweiten Arms 6 bewegt, während die konstante Haltung des Überführungswerkzeugs 1 durch die Handgelenkeinheit 7 mit den drei Wellen J4, J5, J6 beibehalten wird, und dadurch kann das Überführungswerkzeug 1 auf derselben Ebene bewegt werden, und es besteht der Vorteil, dass störende Einwirkung zwischen jedem Teil des Pressgeräts 24, 25 und dem Überführungswerkzeug 1 vermieden werden kann.
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Zudem kann durch Bewirken, dass sich der zweite Arm 6 linear in der Längsrichtung bezüglich des ersten Arms 5 bewegt, die Form des gesamten Arms, der aus dem ersten Arm 5 und dem zweiten Arm 6 ausgebildet ist, konstant derart beibehalten werden, dass sie im Wesentlichen gerade ist, und es besteht der Vorteil, dass störende Einwirkung von jedem Teil des ersten Arms 5 und des zweiten Arms 6 mit jedem Teil des Pressgeräts 24, 25 und peripheren Ausrüstungen vermieden werden kann.
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Zudem bewegt das Überführungswerkzeug 1 den Rahmen 18 durch Bewegen der zwei Gleitstücke 19, 20 relativ zueinander in der horizontalen Richtung horizontal, und daher kann durch Bewirken, dass die Bewegungsrichtung des Rahmens 18 mit der Überführungsrichtung des Werkstücks W zusammenfällt, der Vorteil, dass das Werkstück W durch den Betrieb des Überführungswerkzeugs 1 auf hoher Geschwindigkeit überführt werden kann, ohne die Handgelenkeinheit 7 bei der Überführung des Werkstücks W in hohem Maße zu bewegen, erzielt werden.
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Zudem wird mit dem Gelenkroboter 30 die Anbringung mit der durch das abgekippte Kupplungsglied 23 in der Breitenrichtung des Rahmens 18 des Überführungswerkzeugs 1 gekippten sechsten Achsenlinie E der Handgelenkeinheit 7 durchgeführt, und es besteht der Vorteil, dass verhindert werden kann, dass jede Drehwelle J4, J5, J6 der Handgelenkeinheit 7 zwangsläufig beim Bewirken bewegt wird, dass sich der Rahmen 18 des Überführungswerkzeugs 1 in einer im Wesentlichen horizontalen Haltung bewegt.
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Das bedeutet, dass durch Einstellen des Rahmens 18 des Überführungswerkzeugs 1 auf eine im Wesentlichen horizontale Haltung durch das abgekippte Kupplungsglied 23 selbst in einem Zustand, in dem jede der Drehwellen J4, J5, J6 der Handgelenkeinheit 7 an einer Ursprungsposition angeordnet ist, der Drehwinkel jeder Drehwelle J4, J5, J6 der Handgelenkeinheit 7 während der Überführung des Werkstücks W nicht groß hergestellt ist, und es besteht der Vorteil, dass die Überführungsgeschwindigkeit eines Werkstücks W erhöht werden kann.
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Zudem ist mit dem Überführungswerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsformen das Werkzeug S von den zwei Gleitstücken 19, 20 über die Schwungwelle 37 am distalen Ende am Gleitstück 20 angebracht, das auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens 18 zum Gleitstück 19 angeordnet ist, welches an der sechsten Welle J6 der Handgelenkeinheit 7 befestigt ist, und daher kann der Winkel des Werkzeugs S um die Achsenlinie F entlang der Breitenrichtung des Rahmens 18 durch Betrieb der Schwungwelle 37 am distalen Ende geändert werden.
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Aufgrund von Variationen der Form des Werkstücks W, das gepresst werden soll, ist die Entnahmerichtung des Werkstücks W aus der Form des Pressgeräts 24, 25 nicht auf eine vertikale Richtung beschränkt. Wie in 8 gezeigt, kann durch Betreiben der Schwungwelle 37 am distalen Ende und Abkippen des Werkzeugs S die Schrägstellung des Werkzeugs S an der Entnahmerichtung des Werkstücks W ausgerichtet werden, ohne die Haltung des Überführungswerkzeugs 1 zu ändern. 8 zeigt einen Fall, in dem das abgekippte Kupplungsglied 23 nicht vorgesehen ist.
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Wie in 9 gezeigt, bewirkt, wenn die Schwungwelle 37 am distalen Ende nicht benutzt wird, oder wenn die Schwungwelle 37 am distalen Ende nicht vorgesehen ist, das Ändern der Schrägstellung des Werkzeugs S, dass die Haltung des Überführungswerkzeugs 1 durch die Bewegung der Position der Handgelenkeinheit 7 des Gelenkroboters 30 geändert wird, und die Möglichkeit einer störenden Einwirkung des zweiten Arms 6, der Handgelenkeinheit 7 und des Überführungswerkzeugs 1 mit dem Pressgerät 24, 25 und peripheren Ausrüstungen ist erhöht. Eine gestrichelte Linie in 9 zeigt eine Bewegungsreichweite der Handgelenkeinheit 7 zum Ergreifen eines Werkstücks W durch das Werkzeug S an.
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Das bedeutet, dass, wie in 9 gezeigt, das Überführungswerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Beinhalten der Schwungwelle 37 am distalen Ende dahingehend Vorteile erzielen kann, dass störende Einwirkung mit dem Pressgerät 24, 25 und peripheren Ausrüstungen leicht vermieden werden können, und dass die Bewegung der Drehbasis 4, des ersten Arms 5, des zweiten Arms 6 und der Handgelenkeinheit 7 zum Ändern des Winkels des Werkzeugs S minimiert werden kann, um eine Zunahme der Überführungszeit zu verhindern.
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Zudem ist beim Überführungswerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Motor 42 zum Erzeugen von Leistung zum Schwingen des Werkstückstützabschnitts 36 um die Achsenlinie F am Gleitstück 20, das den Werkstückstützabschnitt 36 drehbar stützt, nahe am Werkstückstützabschnitt 36 angebracht, und daher muss der Antrieb nicht wie in der Vergangenheit durch einen Riemen (nicht gezeigt) zum Antreiben der Schwungwelle am distalen Ende, der die doppelte Länge des Längsabmessung des Rahmens18 aufweist, ausgeführt werden, und der Werkstückstützabschnitt 36 kann wirksam geschwungen werden. Infolgedessen kann Reibung, die durch Antreiben mit einem Riemen bewirkt ist, verringert werden und Leistung wirksam benutzt werden, und der Motor 42 zum Antreiben des Werkstückstützabschnitts 36 kann miniaturisiert werden.
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Zudem können, da die Abgabe des Motors 42 über das Untersetzungsgetriebe 43 und die Zahnräder 44, 45, die starre mechanische Elemente sind, auf die Welle 38 übertragen wird, Schwankungen des Lastmoments, die auf die Welle 38 einwirken, auf Grundlage eines Stromwerts des Motors 42 leicht erkannt werden. Dementsprechend kann beispielsweise mit hoher Genauigkeit erkannt werden, ob das Werkzeug S oder das Werkstück W störend auf periphere Ausrüstungen eingewirkt hat oder nicht. Es besteht außerdem der Vorteil, dass, im Vergleich zu einem Riemen zum Antreiben der Schwungwelle am distalen Ende, die Wartungshäufigkeit in hohem Maße herabgesetzt werden kann.
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Zudem ist beim Überführungswerkzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 43 nicht direkt an den Werkstückstützabschnitt 36 gekuppelt, sondern über das Paar Zahnräder 44, 45, und daher muss der Motor 42 nicht koaxial auf der Achsenlinie F des Werkstückstützabschnitts 36 angeordnet sein, und der Werkstückstützabschnitt 36 kann auf beiden Seiten des Rahmens 18 in der Breitenrichtung verlaufen und das Paar Grenzflächenabschnitte 39, 40 kann an beiden Enden vorgesehen sein.
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Dementsprechend kann, wie in 6 gezeigt, in dem Fall, in dem das Werkzeug S und das Werkstück W zum Überführen eines verhältnismäßig großen Werkstücks W derart angeordnet werden, dass sie sich auf beiden Seiten des Rahmens 18 in der Breitenrichtung erstrecken, das Werkzeug S an den Grenzflächenabschnitten 39, 40 angebracht werden, die auf beiden Seiten des Rahmens 18 in der Breitenrichtung angeordnet sind, und der Rahmen 18 kann leicht ungefähr an der Position des Schwerpunkts des Werkzeugs S und des Werkstücks W angeordnet werden. Es kann dadurch der Vorteil, dass die Überführung durchgeführt werden kann, während die Gewichtsausgeglichenheit des großen Werkzeugs S und des großen Werkstücks W leicht beibehalten wird, erzielt werden.
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Zudem weist das Paar Zahnräder 44, 45 zwischen der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 43 und dem Werkstückstützabschnitt 36 ein Untersetzungsverhältnis auf, durch das die Abgabe des Untersetzungsgetriebes 43 nach dem Verringern der Drehzahl auf den Werkstückstützabschnitt 36 übertragen wird, und dadurch kann das Ausgangsmoment des Untersetzungsgetriebes 43 verstärkt und auf den Werkstückstützabschnitt 36 übertragen werden. Daher können die Größe und das Gewicht des Motors 42 und des Untersetzungsgetriebes 43 weiter verringert werden.
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Zudem enthält die Schwungwelle 37 am distalen Ende den Motor 42, der parallel zur Achsenlinie F zum Schwingen der Welle 37 angeordnet ist, und Leistung vom Motor 42 und dem Untersetzungsgetriebe 43 wird über das Paar Zahnräder 44, 45 auf die Welle 38 übertragen, wobei dies nicht einschränkend ist, und der Motor 42 kann die Welle 38 schneidend angeordnet sein und Leistung durch ein Kegelrad übertragen werden. Zudem ist der Leistungsübertragungsabschnitt nicht auf das Paar Zahnräder 44, 45 beschränkt, die Geradstirnräder sind, und kann alternativ ein Räderwerk sein, das aus mehreren Zahnrädern ausgebildet ist.
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Zudem kann das Untersetzungsgetriebe 43 eine Struktur annehmen, die das Versiegeln eines Schmiermittels durch ein unabhängiges Versiegelungsmittel ermöglicht, sodass Schmierung separat zu Schmierung im Getriebekasten 47 erfolgt. Dies ermöglicht, das Untersetzungsgetriebe 43 leicht auszutauschen.
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Zudem können die Grenzflächenabschnitte 39, 40 an beiden Enden der Welle 38, statt einstückig an der Welle 38 befestigt zu sein, eine Reibungskupplung 51 darstellen, die abnehmbar durch Reibung an einer Außenumfangsfläche der stabförmigen Welle 38 durch eine Verkeilungswirkung befestigt ist, wie in 12 gezeigt. Dies ermöglicht den Gebrauch von Grenzflächenabschnitten 39, 40, die für ein Werkzeug S geeignet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überführungswerkzeug
- 2
- Stützbasis
- 3
- Basis
- 4
- Drehbasis
- 5
- erster Arm
- 6
- zweiter Arm
- 7
- Handgelenkeinheit (Handgelenk)
- 8
- Frontplatte
- 9
- erstes Handgelenkgehäuse
- 10
- zweites Handgelenkgehäuse
- 11-16
- Motoren der ersten Welle J1 bis zur sechsten Welle J6
- 18
- Rahmen
- 19
- Gleitstück (handgelenkseitiges Gleitstück)
- 20
- Gleitstück (werkstückseitiges Gleitstück)
- 21
- Riemen
- 22
- Motor
- 23
- Kupplungsglied
- 24, 25
- Pressgeräte
- 30
- Gelenkroboter (Roboter)
- 31
- Schienen
- 32
- Riemenscheiben
- 33
- Zahnstange
- 34
- Ritzel
- 35
- Saugnäpfe
- 36
- Werkstückstützabschnitt
- 37
- Schwungwelle am distalen Ende
- 38
- Welle
- 39, 40
- Grenzflächenabschnitt
- 41
- Anbringungsfläche
- 42
- Motor (Stellglied)
- 43
- Untersetzungsgetriebe (Stellglied)
- 44
- Zahnrad (Antriebsrad, Leistungsübertragungsabschnitt, Stellglied)
- 45
- Zahnrad (angetriebenes Rad, Leistungsübertragungsabschnitt, Stellglied)
- 46
- Lager
- 47
- Getriebekasten
- 48
- Strebenabschnitt
- 49
- Zweigabschnitte
- 50
- Pressmaschinensystem51 Reibungskupplung (Grenzflächenabschnitt)
- A
- erste Achsenlinie
- B
- zweite Achsenlinie
- C
- vierte Achsenlinie (Drehwelle)
- D
- fünfte Achsenlinie (Drehwelle)
- E
- sechste Achsenlinie (Drehwelle)
- F
- Achsenlinie
- J1 - J6
- erste bis sechste Welle
- S
- Werkzeug
