DE2742103C3

DE2742103C3 - Zuführeinrichtung, insbesondere zum Bestücken, Entladen und Transportieren von Werkstücken

Info

Publication number: DE2742103C3
Application number: DE19772742103
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hans-Eberhard 8033 Krailling Tietz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-19
Filing date: 1977-09-19
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE2742103A1; DE2742103B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Handhabungseinrichtung, insbesondere zum Bestücken, Entladen und Transportieren von Werkstücken, mit einer ein Greifelement tragenden Transportstange und zwei auf diese Transportstange einwirkenden Kurvengetrieben, deren Kurventräger auf einer Steuerwelle angeordnet sind, wobei eines der beiden Kurvengetriebe einen um einen festen Drehpunkt schwenkbaren einarmigen Hebel aufweist, dessen freies, mit einer Rolle versehenes Ende derart über eine an der Transportstange angeordnete Kulissenführung in Antriebsverbindung steht, daß bei einer Verschwenkung des einarmigen Hebels die Transportstange in Längsrichtung bewegt wird.

Eine Handhabungseinrichtung dieser Art ist durch die US-PS 29 74 811 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Ausführung ist die Transportstange in einem feststehenden Gehäuse längsbeweglich und drehbar gelagert. Die an der Transportstange angeordnete Kulissenführung besteht im wesentlichen aus einer an der Transportstange eingedrehten Ringnut, damit die Transportstange zur Verschwenkung der Greifelemente gedreht werden kann. Die Steuerung der Bewegungen der Transportstange erfolgt mit Hilfe eines zylindrischen Kurventrägers, der für jede Bewegung eine eingefräste Nutkurve aufweist. Die Bewegungsübertragung von dem Kurventräger auf die die Greifelemente tragende Transportstange erfolgt einmal über den einarmigen Schwenkhebel für die Längsbewegung und zum anderen durch schwenkbare Segmente für die Drehung der Transportstange, damit die Greifelemente eine Schwingbewegung ausführen können. Der Aufbau dieser bekannten Handhabungseinrichtung ist nicht nur sehr kompliziert, sondern auch in der Herstellung sehr aufwendig, da ein exaktes Anfahren vorbestimmter Positionen eine äußerste genaue Fertigung erfordert. Außerdem ist diese bekannte Handhabungseinrichtung nicht universell einsetzbar, da eine Änderung der Bewegungsabläufe praktisch nicht möglich ist

Durch die US-PS 28 11 267 ist eine Handnabungseinrichtung bekannt geworden, bei der eine Greifelemente tragende Transportstange sowohl in Längsrichtung verschoben als auch gedreht werden kann, wobei jedoch die Antriebsglieder ebene Kurvengetriebe aufweisen, wobei als Kurventräger Kurvenscheiben verwendet sind, die gemeinsam auf einer Steuerwelle angeordnet sind. Bei dieser bekannten Ausführung wirken die ebenen Kurvengetriebe der Antriebsglieder über mehrarmige Winkelhebel auf die schwenk- und verschiebbare Trnasportstange. Mit dieser bekannten Handhabungseinrichtung lassen sich die bei der Handhabungseinrichtung nach der US-PS 29 74 811 nur Bewegungen in einer Zylinderfläche ausführen. Auch diese bekannte Zuführeinrichtung ist nicht nur sehr kompliziert im Aufbau, sondern weist auch infolge des unvermeidlichen Spiels zwischen den Wellen und den zahlreichen Kopplungselementen relativ große Toleranzen auf, so daß ein exaktes Anfahren vorbestimmter Positionen nicht ohne weiteres möglich ist.

Durch die DE-OS 26 12 106 ist eine Vorrichtung zum automatischen Laden einer kontinuierlich arbeitenden Maschine bekannt geworden, bei der ein schwenkbarer Ladearm und ein umlaufender Greifer vorgesehen sind, wobei der Greifer die Werkstücke vom Ladearm übernimmt und auf einem Transportband genau positioniert ablegt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist eine Hauptwelle vorgesehen, die synchron mit dem Transportband umläuft. Mit der Hauptwelle ist ein Tragarm für den Greifer fest verbunden, welcher am

"to Tragarm mit Hilfe einer Greiferaufnahme schwenkbar und radial beweglich gelagert ist. Hierbei wird die Verschwenkung des Greifers durch eine an der Greifer aufnahme gelagerte Laufrolle herbeigeführt, die auf einer feststehenden Kurvenscheibe abrollt. Ferner

Ί5 trägt die Hauptwelle eine Kurvenscheibe, die über eine Laufrolle und ein Hebelgestänge die Bewegungen des Ladearms steuert. Eine Werkstückaufnahme des Ladearms weist ebenfalls eine Laufrolle auf, die auf einem feststehenden Kurvenstück abrollt, wodurch zusätzlich eine radiale Bewegung der Werkstückaufnahme zustandekommt. Diese bekannte Vorrichtung ist nicht für einen universellen Einsatz geeignet, auch können die einzelnen Punkte nicht exakt angesteuert werden. Durch die DE-OS 24 60 338 ist ein hydraulisch angetriebener Manipulator in Schwenk-Ausleger-Bauart und mit ortsfester zentraler Kopiersteuerung bekannt geworden. Derartige hydraulisch betriebene Aggregate zeichnen sich durch eine geringe Störanfälligkeit aus. Nachteilig ist bei den bekannten hydraulisch

oder pneumatisch betriebenen Zuführeinrichtungen jedoch, daß insbesondere bei wechselnden Belastungen keine feste örtlich-zeitliche Abhängigkeit der Bewegungsabläufe möglich ist. Diese mangelnde Beherrschung der Bewegungsabläufe kann dann zu Beschädi-

gungen der Werkstücke und zu Unterbrechungen des Fertigungsablaufs führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführeinrichtung der eingangs beschriebenen Art mit

einer festen örtlich-zeitlichen Abhängigkeit der Bewegungsabläufe zu schaffen, die einfach im Aufbau und in der Herstellung ist, sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit auszeichnet und universell einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der E'findung dadurch gelöst, daß die Transportstange längsbeweglich in einer ersten vertikalen Geradführung gelagert ist, daß an der längsbeweglichen Transportstange eine zweite ver'ika-Ie Geradführung derart angeordnet ist, daß die an dem freien Ende des einarmigen Hebels angeordnete Rolle sich in Bewegungsrichtung der ersten vertikalen Geradführung frei bewegen kann und daß die erste vertikale Geradführung und der einarmige Hebel von auf einer gemeinsamen Steuerwelle angeordneten Kurvenscheiben unmittelbar betätigbar sind.

Durch diese relativ einfachen Maßnahmen kann auf einfache Weise eine Antriebsdrehung der Steuerwelle in eine Abtriebsbewegung des Greifelementes mit fester örtlichzeitlicher Abhängigkeit des Bewegungsablaufes umgesetzt werden. Durch die mechanische Kopplung mit relativ weniger. Kopplungselementen wird der Bewegungsablauf insbesondere auch bei stark wechselnden Belastungen sicher beherrscht.

Durch die Wahl und Zuordnung der Kurvenform der beiden Kurvenscheiben kann auf besonders einfache Art und Weise eine Drehbewegung der Steuerwelle in einen Bewegungsablauf mit genau vorgegebenem Bewegungsgesetz umgewandelt werden. Durch die ebenen Kuvengetriebe erhält die Handhabungseinrichtung einen einfachen und robusten Aufbau und insbesondere ein erschütterungsfreies Betriebsverhalten. Die Kurventräger sind auswechselbar auf der Steuerwelle angeordnet, so daß eine Umrüstung und Anpassung der Bewegungsabläufe an andere Situationen rasch vorgenommen werden kann.

Vorzugsweise ist die das Greifelement tragende Transportstange in der ersten vertikalen Geradführung zusätzlich drenbar gelagert und durch ein weiteres Antriebsglied antreibbar.

Hierdurch wird die Handhabungseinrichtung auf ein System mit drei Freiheitsgraden erweitert. Die der in einer Ebene erfolgenden Bewegung des Greifelementes überlagerbare Drehbewegung kann beispielsweise dazu dienen. Werkstücke um einen Winkel von 180° zu drehen und so Bearbeitungsvorgänge auf gegenüberliegenden Stirnseiten zu ermöglichen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an F ,'and der Zeichnung näher erläutert.

Die F1 g. 1 und 2 zeigen hierbei eine Handhabungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine im Aufriß bzw. in der Draufsicht.

Die dargestellte Handhabungseinrichtung ist mit ihrem Gehäuse 1 auf einer Tischplatte 2 einer Werkzeugmaschine mit Hilfe von insgesamt vier Schrauben 3 befestigt. Die Tischplatte 2 besitzt einen Durchbruch 20, welcher die Unterbringung eines Antriebes 4 unterhalb der Tischplattenebene ermöglicht. Der Antrieb 4 besteht aus einem elektrischen Bremsmotor mit in der Drehzahl verstellbarem Schneckentrieb und ist ii'< dem Gehäuse 1 fest verflanscht. Die Antriebswelle des Schneckentriebes dient als Steuerwelle 5 der Handhabungseinrichtung und trägt zwei nebeneinander verdrehfest angeordnete auswechselbare Kurvenscheiben 6 bzw. 7. Die Kurvenscheibe 6 wirkt auf eine vertikale Geradführung 8, wobei zur Verminderung der Reibung an der Geradführung 8 eine Kurvenabnehmerrolle 9 befestigt ist. Damit die Geradführung 8, die durch die Kurvenform der Kurvenscheibe 6 vorgegebenen vertikalen Bewegungen ausführen kann, ist sie mit Hilfe von zwei kreiszylindrischen Führungsstangen 81 und 82 vertikal verschiebbar in dem Gehäuse 1 gelagert. Andererseits besitzt die Geradführung 8 zwei in horizontaler Richtung fluchtende Bohrungen, in welchen eine ein Greifelement 11 tragende Transportstange 10 vertikal verschiebbar aufgenommen wird. Auf diese Weise können die durch die Kurvenform der Kurvenscheibe 6 vorgegebenen vertikalen Hub- und Senkbewegungen an das Greifelement 11 übertragen werden, wobei die für die Senkbewegung erforderliche Rückstellkraft durch das Eigengewicht der in vertikaler Richtung bewegten Teile aufgebracht wird.

Eine zur Sichtbarmachung der Kurvenscheibe 6 teilweise abgebrochen dargestellte Kurvenscheibe 7 hat die Aufgabe, die durch ihre Kurvenform vorgegebenen horizontalen Bewegungen an das Greifelement 11 zu übertragen. Diese Übertragung erfolgt über einen einarmigen Hebel 12, eine mit der Transportstange 10 verbundene vertikale Geradführung 13 und die Transportstange 10. Der einarmige Hebel 12 ist an seinem unteren Ende auf einer an dem Gehäuse 1 befestigten Hebelachse 121 drehbar gelagert und überträgt seine Schwenkbewegungen über eine Rolle 122 auf d.e vertikale Geradführung 13. Diese Rolle 122 greift derart in die beiden Backen der Geradführung 13 ein, daß eine Schwenkung des Hebels 12 ermöglicht wird. Zur Verminderung der Reibung wirkt die Kurvenscheibe 7 über eine im Abstand zur Hebelachse 121 angeordnete Kurvenabnehmerrolle 14 auf den Hebel 12 ein. Die vertikale Geradführung 13 ist so auf der Transportstange 10 befestigt, daü diese zwar gedreht, aber nicht in horizontaler Richtung relativ zur Geradführung 13 verschoben werden kann. Die Geradführung 13 nimmt also die durch die Kurvenscheibe 6 erzeugten vertikalen Höhenunterschiede auf und überträgt gleichzeitig die durch die Kurvenscheibe 7 erzeugten horizontalen Bewegungen an das Greifelement 11. Die für die horizontalen Bewegungen erforderliche Rückstellkraft wird durch eine Zugfeder 15 aufgebracht. Diese Zugfeder 15 ist einerseits an der vertikalen Geradführung 8 und andererseits an einem Ring 16 befestigt, welcher unmittelbar hinter dem Greifelemem 11 verdrehbar, aber nicht verschiebbar, auf der Transportstange 10 angeordnet ist.

Die Kurvenscheiben 6 und 7 verursachen durch Drehung der Steuerwelle 5 eine genau vorgebbare und in einer Ebene liegende Bewegung des Greifelementes 11. Zusätzlich kann das Greif element 11 noch durch Drehung der Transportstange 10 gedreht werden. Hierzu ist ein drittes Antriebsglied erforderlich, beispielsweise ein räumliches Kurvengetriebe mit einem auf das freie Ende der Transportstange 10 aufgesetzten zylindrischen Kurventräger. Die Übertragung der Bewegung kann hierbei durch einen Nocken der Transportstange 10, welcher in eine Nutkurve eingreift, vorgenommen werden. Das dritte Antriebsglied ist zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung in der Zeichnung lediglich durch die Pfeile 17 angedeutet. Damit die zweite vertikale Geradführung 13 durch Drehbewegungen der Transportstange 10 nicht mitgedrsht wird, erhält sie eine Verdrehsicherung. Diese Verdrehsicherung besteht aus zwei an der Geradführung 13 befestigten Rollen 18, welche entlang einer mit der ersten vertikalen Geradführung 8 verbundene Schiene 9 geführt sind.

fe 4.

Die genaue Begrenzung der Bewegungen des Greifelementes 11 oder die Ansteuerung weiterer Funktionen kann durch eine auf der Steuerwelle 5 sitzende Schaltwalze 30 vorgenommen werden. Diese Schaltwalze 30 wirkt beispielsweise auf einen in der Draufsicht der Fi g. 2 eingezeichneten berührungslosen Endschalter 31 ein.

Das Greifelement 11 ist auswechselbar auf der Transportstange 10 angeordnet und kann mechanisch, pneumatisch oder magnetisch betätigt werden. Beispielsweise kann die pneumatische Betätigung durch die hohlgebohrte Transportstange 10 hindurch mittels eines am freien Ende der Transportstange 10 angeordneten pneumatischen Betätigungselementes vorgenommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Handhabungseinrichtung, insbesondere zum Bestücken, Entladen und Transportieren von Werkstücken, mit einer ein Greifelement tragenden Transportstange und zwei auf diese Transportstange einwirkenden Kurvengetrieben, deren Kurventräger auf einer Steuerwelle angeordnet sind, wobei eines der beiden Kurvengetriebe einen um einen festen Drehpunkt schwenkbaren einarmiger. Hebel aufweist, dessen freies, mit einer Rolle versehenes Ende derart über eine an der Transportstange angeordnete Kurvenführung in Antriebsverbindung steht, daß bei einer Verschwenkung des einarmigen Hebels die Transportstange in Längsrichtung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportstange (10) längsbewegKch in einer ersten vertikalen Geradführung (8) gelagert ist, daß an der längsbeweglichen Transportstange (10) eine zweite vertikale Geradführung (13) derart angeordnet ist, daß die an dem freien Ende des einarmigen Hebels (12) angeordnete Rolle (122) sich in Bewegungsrichtung der ersten vertikalen Geradführung (8) frei bewegen kann und daß die erste vertikale Geradführung (8) und der einarmige Hebel (12) von auf einer gemeinsamen Steuerwelle (5) angeordneten Kurvenscheiben (6.7) unmittelbar betätigbar sind.

2. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Greifelement (11) tragende Transportstange (10) in der ersten vertikalen Geradführung (8) zusätzlich drehbar gelagert und durch ein weiteres Antriebsglied (17) antreibbar ist.