DE3048572A1

DE3048572A1 - Antriebsvorrichtung fuer einen laengsbeweglichen arm eines automatischen handhabungsgeraetes

Info

Publication number: DE3048572A1
Application number: DE19803048572
Authority: DE
Inventors: Josef 8131 Höhenrain Wakcer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1982-07-22
Anticipated expiration: 2000-12-23
Also published as: DE3048572C2

Description

Antriebsvorrichtung für einen längsbeweglichen Arm
eines automatischen Handhabungsgerätes Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für einen längsbeweglichen Arm eines automatischen Handhabungsgerätes, der mit Hilfe eines Zahnriemens oder dgl. über ein Antriebsritzel von einem Motor antreibbar ist.
Eine solche Antriebsvorrichtung ist beispielsweise durch die DE-OS 30 06 153 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung sind auf einem sich nach rückwärts erstreckenden Auslegerarm eines blockförmigen Sockels die Antriebsritzel eines parallel zum längsbeweglichen Arm angeordneten endlosen Zahnriemens drehbar gelagert, welcher mit dem längsbeweglichen Arm derart gekuppelt ist, daß bei einer Bewegung des Zahnriemens in die eine oder die andere Richtung, auch der längsbewegliche Arm dieser Bewegung folgt. Hierbei ist mit einem der beiden Antriebsritzel des Zahnriemens unmittelbar ein schnell laufender Motor gekuppelt, während mit dem anderen Antriebsritzel ein langsam laufender Motor kuppelbar ist. Soll der längsbewegliche Arm in Bewegung gesetzt werden, so wird vorerst der schnell laufende Antriebsmotor an Spannung gelegt, der den Arm in eine schnelle Bewegung versetzt. Vor Erreichen der vorwählbaren Position wird der schnell laufende Motor abgeschaltet und der langsam laufende Motor eingeschaltet und an den Zahnriemen angekuppelt, wodurch der Zahnriemen entsprechend abgebremst und in die gewünschte Position langsam übergeführt wird. Die Steuerung der Motoren erfolgt hierbei über Transmitter und Sensoren, wobei die Transmitter auf einem unterhalb des Auslegearms angebrachten feststehenden Arm und der oder die Sensoren auf dem längsbeweglichen Arm angeordnet sind.
Nachteilig bei dieser bekannten Antriebsvorrichtung ist, daß durch die Unterbringung des endlosen Zahnriemens auf einem sich nach hinten erstreckenden Ausleger die Hublänge des längsbeweglichen Armes begrenzt ist, denn mit zunehmender Länge des Auslegers wird auch der Schwerpunkt des Antriebs nach außen verlegt, was konstruktive Schwierigkeiten verursacht. Eine lange Bauweise des Auslegers schränkt zudem die Bewegungsmöglichkeit des Handhabungsgerätes ein, insbesondere dann, wenn der blockförmige Sockel zur Erzielung weiterer Freiheitsgrade als Drehsockel ausgebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antrie bsvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sich eine gedrängte Bauweise ergibt, die völlig unabhängig ist von der Länge des Hubes des längsbeweglichen Armes. Weiterhin soll die Bewegungsmöglichkeit des Handhabungsgerätes auch bei drehender Bewegung des längsbeweglichen Armes um eine vertikale Achse nicht eingeschränkt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein das Antriebsritzel umschlingender Zahnriemen an den beiden Enden des längsbeweglichen Armes festgelegt ist und daß mit Hilfe zweier Umlenkrollen der Zahnriemen zumindest im Arbeitsbereich des längsbeweglichen Armes parallel zum Arm geführt ist.
Auf diese Weise ist es möglich, den Antriebsmotor und die Antriebsräder sowie die Lagerung des längsbeweglichen Armes in einem relativ kleinen Antriebsblock zu vereinen. Vorzugsweise weisen die beiden Umlenkrollen einen solchen Axialabstand voneinander auf, daß der Umschlingungswinkel des Antriebsritzels größer als 1800 ist. Damit wird eine relativ große Kraftübertragung des Ritzels auf den Motor ermöglicht.
Eine weitere Vergrößerung des Antriebsmomentes kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erfolgen, daß der Antriebsmotor nicht unmittelbar mit dem den Zahnriemen antreibenden Antriebsritzel verbunden ist, sondern über ein weiteres Ubersetzungsgetriebe.
Dieses Ubersetzungsgetriebe läßt sich relativ einfach im Antriebsblock unterbringen.
Vorzugsweise ist mit dem Antriebsritzel ein größeres Zahnrad gekoppelt, das über einen weiteren Zahnriemen mit dem Motorritzel des Antriebsmotors in Antriebsverbindung steht.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung naher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 im Prinzip ein Handhabungsgerät und Figur 2 eine Antriebsvorrichtung für den längsbeweglichen Arm des automatischen Handhabungsgerätes gemäß Figur 1.
Figur 1 zeigt ein automatisches Handhabungsgerät mit einem längsbeweglichen Arm 1, der in einem Antriebsblock 2 längsbeweglich und im Bedarfsfalle drehbar gelagert ist. Angetrieben wird der Arm 1 von einem Motor 3, der ein schnell laufender Gleichstrommotor sein kann.
Der Antriebsblock 2 ist über eine drehbare Säule 4 mit einer Basis 5 verbunden, wobei die Säule 4 mit dem längsbeweglichen Arm 1 in Pfeilrichtung A verschwenkt werden kann, während der Antriebsblock 2 mit dem längsbeweglichen Arm 1 auch in der Höhe verstellt werden kann, wie durch einen Pfeil Z angegeben ist. Die Bewegungsrichtung des längsbeweglichen Armes 1 ist mit einem Doppelpfeil Y angedeutet. Mit einem gestrichelt eingezeichneten Pfeil E ist angedeutet, daß ein Befestigungsstück am längsbeweglichen Arm 1 auch um einen bestimmten Winkel gedreht werden kann. Sowohl der längsbewegliche Arm 1 als auch die Säule 4 sind von einem Faltenbalg 6 bzw. 7 umgeben, um diese Teile gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub zu schützen.
Figur 2 zeigt die Antriebsvorrichtung im Prinzip, wobei zum Zwecke der besseren Darstellung die Größenverhältnisse geändert wurden. Auf dem längsbeweglichen Arm 1 sind an seinen beiden Enden 8 und 9 die Enden eines Zahnriemens 11 mit Hilfe von Zahnriemenbefestigungen 10 befestigt. Der Zahnriemen 11 wird durch Umlenkrollen 12 und 13 parallel zu dem längsbeweglichen Arm 1 geführt, wobei der axiale Abstand der beiden Umlenkrollen 12 und 13 so gewählt ist, daß ein Antriebsritzel 14 möglichst über 1800 umschlungen wird. Die Spannung des Zahnriemens 11 kann beispielsweise derart erfolgen, daß die Achsen der Umlenkrollen 12 und 13 in einer zur Bewegungsrichtung des Armes 1 parallelen Ebene verstellbar sind.oder eine bzw. beide Zahnriemenbefestigungen 10 auf dem Arm 1 verstellbar sind. Das Antriebsritzel 14 des Zahnriemens 11 ist auf einer Welle 15 befestigt, welche mit Hilfe der Lager 16 im Gehäuse des Antriebsblockes 2 gelagert ist. Auf der Welle 15 sitzt ein größeres Zahnrad 17, welches über einen weiteren Zahnriemen 18 mit einem Motorritzel 19 in Antriebsverbindung steht. Eine Druckrolle 20 wird zur Vergrößerung des Umschlingungswinkels des Motorritzels 19 sowie zum Spannen des Zahnriemens 18 gegen diesen gedrückt. Der Ubersicht halber sind die Achsenoder Wellen der Umlenkrollen 12 und 13 sowie der Druckrolle 20 nicht dargestellt. Diese Wellen oder Achsen sind ebenfalls im Gehäuse des Antriebsblockes 2 gelagert bzw. befestigt.
Wie Figur 1 und 2 zeigen, ergibt sich durch die Verwendung eines aufgeschnittenen Zahnriemens eine kleine Bauweise der Antriebsvorrichtung, die auch unabhängig von der Hublänge des längsbeweglichen Armes 1 ist. So kann die Antriebsvorrichtung jederzeit mit einem längeren oder kürzeren Arm ausgestattet werden, wobei lediglich der Zahnriemen entsprechend angepaßt werden muß.
Wie Figur 2 zeigt, ist am Ende der Welle 15 ein optischer oder induktiver Geber 21 eines Wegmeßsystems befestigt, der mit einem entsprechenden Aufnehmer 22 zur Abgabe einer der zurückgelegten Wegstrecke proportionalen Impulszahl zusammenwirkt. Dieses Wegmeßsystem dient in an sich bekannter Weise zur Programmierung und Steuerung der Bewegung des längsbeweglichen Armes.
Der Arm 1 ist zweckmäßig als Rohr ausgebildet und im Antriebsblock 2 in geschlitzten Kugelumlaufbuchsen (der Ubersicht halber nicht dargestellt) längsbeweglich gelagert. Die beiden stirnseitigen Flächen der Enden 8 und 9 des rohrförmigen Armes dienen als Anschlußstellen für Greifereinheiten, wobei zur Ausführung der programmierbaren Drehbewegung E gemäß Figur 1 entsprechende Motoren im Rohr eingebaut werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung des Zahnriemens hat noch den zusätzlichen Vorteil, daß eine sehr hohe Geschwindigkeit der Bewegung des Arms erzielbar ist.
4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche Antrieb svorrichtung für einen längsbeweglichen Arm eines automatischen Handhabungsgerätes, der mit Hilfe eines Zahnriemens oder dgl. über ein Antriebsritzel von einem Motor antreibbar ist, dadurch g e k e n n -z e i c h ne t , daß ein das Antriebsritzel (14) umschlingender Zahnriemen (11) an den beiden Enden (8, 9) des längsbeweglichen Armes (1) festgelegt ist und daß mit Hilfe zweier Umlenkrollen (12, 13) der Zahnriemen (11) zumindest im Arbeitsbereich des längsbeweglichen Armes (1) parallel zum Arm geführt ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n nz e i c h n e t , daß die beiden Umlenkrollen (12, 13) einen solchen Axialabstand voneinander aufweisen, daß der Umschlingungswinkel des Antriebsritzels (14) größer als 1800 ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mit dem Antriebsritzel (14) ein größeres Zahnrad (17) gekoppelt ist, das über einen weiteren Zahnriemen (18) mit dem Motorritzel (19) des Motors (3) in Antriebsverbindung steht.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mit der Welle (15) des Antriebsritzels (14) ein kontaktloser Impulsgeber (21, 22) eines Wegmeßsystems gekoppelt ist.