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Diese
Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für Greifer
mit einem Elektromotorgehäuse,
dessen Welle mit dem Greifer verbunden ist, zur Steuerung des Öffnens von
Werkzeugen, die an Gelenkarmen sitzen, sowie zur Steuerung des Schließens und
des Festklemmens dieser Werkzeuge an einem Werkstück durch
ein durch den Motor hindurch verlaufendes System zur Umwandlung
einer Drehbewegung der Welle in eine Vorschubbewegung eines Betätigungsorgans
für den
Greifer, wobei dieser Motor mit einem Regelungsorgan verbunden ist,
das an den Rotor des Motors gekuppelt ist, wobei diese ihrerseits
an einen Steuervariator angeschlossen sind (siehe beispielsweise
DE-A-197 49 681).
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Es
kann sich beispielsweise um einen Greifer zum Widerstandsschweißen handeln,
wobei die vorgenannten Werkzeuge dann von Punktschweißelektroden
gebildet werden. Es könnte
sich aber auch um ein beliebiges anderes Werkzeug wie beispielsweise
eine Maschine zum Nieten, zum Verriegeln, zum Perforieren handeln,
bei der die Werkzeuge in einem gegebenen Augenblick auf einem zu
bearbeitenden Werkstück
festgezogen werden. Bei einem Greifer zum Schweißen kann es sich beispielsweise um
einen Greifer handeln, dessen die Elektroden haltende Greifarme
C-förmig oder
scherenförmig
ausgeführt
sind, wobei es auf alle Fälle
für die
Steuerung der Bewegungen dieses Greifers, gleichgültig, ob
er zum Schweißen
oder zu sonstigem dient, notwendig ist, die Drehbewegung der Motorwelle
durch ein Schraube-Mutter-System
o. ä. in
eine Vorschubbewegung eines Betätigungsorgans
für den
Greifer umzuwandeln. Es gibt die Tendenz, mit dieser Art des elektrischen
Antriebs, die leichter zu regeln ist, den Antrieb durch Hydraulik-
oder Luftdruckzylinder zu ersetzen. Das Arbeitsprinzip und die Vorteile
der Vorrichtungen dieser Art wurden insbesondere in der französischen
Patentschrift Nr. 85 12239 dieser Anmelderin angegeben, wobei eine
numerisch gesteuerte Maschine zum Widerstandsschweißen beschrieben
wurde.
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Der
oben erwähnte
Steuervariator hat die Funktion, den Motor mit Strom zu versorgen,
um ihn bei den dynamischen Phasen des Verschiebens der Haltearme
für die Werkzeuge
(Öffnen
oder Schließen des
Greifers) in Drehbewegung zu setzen und um ihn in der statischen
Phase ein Drehmoment ausüben
zu lassen, das von dem genannten System zur Umwandlung einer Bewegung
in eine Kraft zum Festklemmen der Werkzeuge an dem Werkstück, beispielsweise
einem zu schweißenden
Blech, umgewandelt wird.
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Das
vorgenannte Regelungsorgan, das eine analoge (Resolver) oder eine
digitale (Encoder) Einrichtung ist, wird mit dem Rotor des Motors
gekuppelt und hat die Funktion, an den Steuervariator Informationen über die
Position und die Geschwindigkeit des Rotors des Motors abzugeben
und auf diese Weise dessen Regelung zu gewährleisten.
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Hinsichtlich
der Ausführung
solcher Maschinen gibt es mehrere Antriebskonzepte, nämlich mit einem
separat vom Motor oder durch den Motor hindurch verlaufenden System
zur Umwandlung einer Drehbewegung der Welle in eine Vorschubbewegung eines
Betätigungsorgans.
Um den Ausdruck zu vereinfachen, wird im Folgenden unterstellt,
dass es sich um Schraube-Mutter-Systeme handelt, doch gelten die
Prinzipien der Erfindung selbstverständlich auch für jede andere
Art von Bewegungsumwandlungssystemen, beispielsweise mit Zahnrad
und Zahnstange o. a.
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Gemäß dem Konzept
des separaten Typs, das als Beispiel in 1 dargestellt
ist, verläuft
die Achse der Schraube 1, die sich mit einer in Vorschubrichtung
bewegbaren Mutter 2 in dem Körper 3 der Vorrichtung
in Eingriff befindet, parallel zur Achse 4a des Elektromotors 4.
Das Betätigungsorgan
für den Greifer,
der nicht dargestellt ist, hat die Bezugszahl 5 und befindet
sich über
das Teil 5a in kinematischer Verbindung mit der Mutter 2.
Daher muss die Abtriebswelle 6 des Motors 4 mit
dem Kopf der Schraube 1 durch ein beliebiges System zur
Drehbewegungsübertragung
verbunden sein, beispielsweise mit Zahnrädern oder mit Zahnriemen und
Umlenkrollen, wie mit der Bezugszahl 7 allgemein bezeichnet. Bei
diesem Konzept ergibt sich, dass man im Bereich des Endgehäuses 8,
nachdem man dessen Verschlussdeckel 9 herausgezogen hat,
leichten Zugang zu dem Kopf der Schraube 1 hat. Es lässt sich
nämlich
dann ein geeigneter Schlüssel
in ein gerilltes Loch der Schraube 1 einführen, um
sie von Hand zu drehen, wobei sich der Motor 4 im Stillstand
befindet. Dadurch kann die Schraube 1 von Hand gedreht
werden, beispielsweise um eine Einstellung an dem Greifer oder an den
Elektroden oder sonstigen Werkzeugen vorzunehmen. Es ist zu bemerken,
dass das Regelungsorgan 10 des Motors 4, das am
Ende des Gehäuses
des Motors angeordnet ist, bei diesen Vorgängen in keiner Weise stört.
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Diese
Art der Konstruktion weist jedoch die Nachteile auf, dass sie eine
große
Anzahl von Teilen erfordert, an einer Schweißmaschine bedeutendes Gewicht
und bedeutenden Platzbedarf hat und kostenaufwändig ist.
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Gemäß dem Konzept
des durch den Motor hindurch verlaufenden Systems, d. h. mit durch
den Motor verlaufender Schraube, das nicht die gleichen Nachteile
aufweist und als anderes Beispiel in 2 dargestellt
ist, wird das Schraube-Mutter-System direkt in den Motor integriert:
Die Mutter 2 ist hier drehbeweglich und ist daher fest
mit dem Rotor 11 des Motors 4 verbunden, dessen
Stator die Bezugszahl 12 hat. Die Schraube 1,
die sich in Eingriff mit dieser Mutter befindet und in dem Motor 4 in
axialer Vorschubrichtung bewegbar ist, hat ein herausstehendes Ende 5,
das das Betätigungsorgan
für den
Greifer bildet. Im Gegensatz zu dem vorherigen Fall ist hier zu
bemerken, dass das Regelungsorgan 10 des Motors 4,
das sich ebenfalls am Wellenende des Motors befindet und seinerseits
durch eine Karte mit gedruckter Schaltung 10a abgedeckt
werden kann, jeden Zugang zum Ende des Rotors 11 verhindert
und damit verhindert, dass dieser von Hand gedreht wird, wenn sich
der Motor 4 im Stillstand befindet, um die Mutter 2 zu
drehen und das Vorrücken
der Schraube 1 zu bewirken.
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Um
diesen Nachteil zu beseitigen, könnte
in Betracht gezogen werden, das Regelungsorgan 10 des Motors
nicht am Wellenende anzuordnen, sondern es bezogen auf Letzteres
außerhalb
der Achse anzuordnen und dieses Regelungsorgan mittels einer Rad-Zahnrad-Anordnung
oder einer Zahnriemen-Umlenkrollen-Anordnung mit dem Rotor des Motors
zu verbinden. Dann wäre
das Ende der Welle des Motors 4 wieder für ein Drehen
von Hand zugänglich,
jedoch noch immer mit den Nachteilen einer komplizierten Ausführung (zusätzliche
Teile), einem erhöhten
Platzbedarf und noch höheren
Herstellungskosten verbunden.
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Diese
Erfindung hat zur Aufgabe, alle diese Nachteile des Standes der
Technik zu beseitigen und damit einen bequemen Zugang zur Welle
des Motors zu schaffen, um ihn so zu drehen und auf diese Weise
das Betätigungsorgan
des Greifers von Hand vorrücken
zu lassen, und dies alles kostengünstig und ohne den Platzbedarf
oder das Gewicht der Ausrüstung
zu erhöhen.
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Dazu
ist eine Vorrichtung wie eingangs definiert gemäß dieser Erfindung eine Vorrichtung
mit einem durch den Motor hindurch verlaufendes System zur Umwandlung
einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung und ist dadurch gekennzeichnet, dass,
während
das an den Rotor des Motors gekuppelte Regelungsorgan am Ende der
Motorwelle angeordnet ist, die Welle mit einem Zahnrad versehen ist,
das durch eine Öffnung
im Gehäuse,
die zu dieser Welle verschoben ist, von außen bewegbar ist, um manuell
gedreht zu werden.
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Dieses
Zahnrad kann konisch geformt sein, und die Achse der genannten Öffnung kann
mit der Achse des Motors einen bestimmten Winkel bilden, beispielsweise
einen Winkel von 90°.
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Gemäß einer
Variante ist dieses Zahnrad zylindrisch geformt und befindet sich
in Eingriff mit einem zylindrischen Ritzel, das durch diese Öffnung hindurch
betätigt
werden kann, wobei die Achse dieser Öffnung parallel zur Achse des
Motors verlaufen kann.
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Vorteilhafterweise
wird dieses Zahnrad mit einem Schlüssel in eine Drehbewegung versetzt,
wobei dieser Schlüssel
an seinem Ende eine Zahnung aufweisen kann, die mit diesem Zahnrad
in Eingriff kommen kann.
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Als
Variante weist dieses Motorgehäuse
eine Zahnung auf, die durch die Öffnung
hindurch betätigt werden
kann und dazu geeignet ist, mit dem Schlüssel in eine Drehbewegung versetzt
zu werden und zugleich mit diesem Zahnrad des Wellenendes in Eingriff
gebracht zu werden, wobei das Lösen
dieser Zahnung von dem Zahnrad beim Zurückziehen des Schlüssels unter
Einwirkung einer Feder oder durch Trägheitswirkung erfolgt.
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Gemäß einer
anderen Variante kann auch vorgesehen werden, dass das Motorgehäuse eine Zahnung
aufweist, die durch diese Öffnung
hindurch betätigt
werden kann und dazu geeignet ist, mit dem Schlüssel in eine Drehbewegung versetzt
zu werden, wobei diese Zahnung sich mit diesem Zahnrad in permanentem
Eingriff befindet.
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Selbstverständlich können alle
eingesetzten Zahnungen von passender Art sein, beispielsweise gerade,
spiralförmig,
geneigt, oder auch mit Zahnstange und Schnecke.
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Es
werden nun zwei Ausführungsformen
der Erfindung als in keiner Weise einschränkende Beispiele unter Bezugnahme
auf die anderen beigefügten
Figuren beschrieben, wobei
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3 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung des
Typs mit konischem Rad am Ende der Motorwelle in einem axialen Teilschnitt
zeigt,
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4 in
einer schematischen Gesamtansicht die gleiche Vorrichtung in vereinfachter
Darstellung zeigt,
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5 eine
Variante mit zylinderförmigem Zahnrad
ebenfalls in vereinfachter Darstellung zeigt,
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6 in
einer Ansicht im axialen Teilschnitt die Variante mit zylinderförmigem Zahnrad
zeigt, bei der das Motorgehäuse
eine Zahnung aufweist, die mit einem Schlüssel betätigt werden kann und sich von
dem Zahnrad der Motorwelle lösen
kann, und
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7 in
einer zu der vorherigen Ansicht analogen Ansicht die Variante mit
zylinderförmigem Zahnrad
zeigt, bei der das Motorgehäuse
eine Zahnung aufweist, die mit einem Schlüssel betätigt werden kann und sich mit
dem Zahnrad der Motorwelle in permanentem Eingriff befindet.
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In 3 wurden
die gleichen Bezugszahlen wie in 2 verwendet,
um die gleichen Organe oder Organe, die in beiden Fällen die
gleiche Funktion erfüllen,
zu bezeichnen. Es ist zu sehen, dass das Wellenende 13 des
Motors 4 auf der Seite des Regelungsorgans 10 des
Motors ein konisches Zahnrad 14 hält, das durch eine Öffnung 15 im
Motorgehäuse betätigt werden
kann, deren Achse im Winkel von 90° zu der der Welle des Motors,
d. h. zu der Achse des Rotors 11, ausgerichtet ist. Wenn
der Motor im Stillstand ist, kann durch diese Öffnung 15 die Zahnung 16 eines
Schlüssels 17 eingeführt, in
Eingriff mit dem Zahnrad 14 gebracht und der Rotor 11 des
Motors sowie die mit ihm fest verbundene Mutter 2 von Hand gedreht
werden, indem der Schlüssel 17 an
seinem Griff 18 gedreht wird. Es kann also von Hand beispielsweise
der Abstand zwischen den beiden Elektroden eines Schweiß-Greifers
eingestellt werden, indem eine Vorschubbewegung der Schraube 1 hervorgerufen
wird (siehe auch 4).
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Es
ist zu bemerken, dass die Zahnung 16 auf dem Boden der Öffnung 15 dauerhaft
aufgenommen, dort durch eine Rückstellfeder
oder durch ihre Trägheit
in freier Position gehalten und nur beim Einführen eines Schlüssels ohne
Zahnung, der aber ein Profil aufweist, in die Öffnung 15 in Eingriff
mit dem Zahnrad 14 gebracht werden könnte, um die Zahnung 16 zu
drehen und so das Zahnrad 14 in Drehbewegung zu versetzen;
diese Zahnung könnte
sich auch in permanentem Eingriff mit dem Zahnrad 14 befinden.
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Mit
der Ausführungsform
von 5 wurde eine Ausführungsform dargestellt, bei
der das Zahnrad 14 zylinderförmig ist und sich in Eingriff
mit einem zylindrischen Ritzel 19 befindet, das durch eine Öffnung 15 des
Motorgehäuses,
deren Achse paralle1 zur Achse des Motors 4 verläuft, betätigt werden kann.
Bei Stillstand des Motors kann also das Ritzel 19 mit einem
Schlüssel,
der analog zu dem Schlüssel 17 ausgeführt ist,
gedreht werden und damit das Zahnrad 14 sowie der Rotor 11 und
die Mutter 2 von Hand in Drehbewegung versetzt werden,
wodurch die Vorschubbewegung der Schraube 1 bewirkt wird.
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6 zeigt
die Variante, bei der das Motorgehäuse 4 eine Zahnung 16 aufweist,
die durch die Öffnung 15 hindurch
betätigt
werden kann und dazu geeignet ist, mit einem Schlüssel, der
analog zu dem Schlüssel 17,
jedoch ohne Zahnung ausgeführt
ist, in eine Drehbewegung versetzt zu werden und zugleich mit dem
zylinderförmigen
Zahnrad 14 des Wellenendes in Eingriff gebracht zu werden.
Das Lösen
der Zahnung 16 von dem Zahnrad 14 erfolgt beim
Zurückziehen
des Schlüssels
unter Einwirkung einer Feder 19.
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In 7 wird
die Variante gezeigt, bei der das Motorgehäuse 4 eine konische
Zahnung 16 aufweist, die ebenfalls geeignet ist, mit einem
Schlüssel in
eine Drehbewegung versetzt zu werden, wobei diese Zahnung sich mit
dem konischen Zahnrad 14 der Motorwelle in permanentem
Eingriff befindet und aus diesem Grund in einem Wälzlager 20 der Öffnung 15 eingebaut
ist.
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Welche
Ausführungsform
auch immer vorliegt, wäre
die Arbeitsweise selbstverständlich
im Allgemeinen die gleiche, wenn die Schraube drehfest mit dem Rotor 11 verbunden
und die Mutter in Vorschubrichtung bewegbar wäre.
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Dabei
sind die Hauptvorteile der Erfindung wie folgt:
- – Möglichkeit,
bei jeder beliebigen Art von Encoder oder Resolver eine von Hand
erfolgende Steuerung der Motoren mit integrierter Schraube und des
Regelungsorgans am Wellenende gewährleisten zu können,
- – Möglichkeit,
mit einer größeren Anzahl
von Regelungsorganen und damit mit einer größeren Bandbreite von Geräten arbeiten
zu können,
- – die
von Hand erfolgende Steuerung ist robust und ermöglicht ein großes Antriebsmoment,
- – es
sind leicht mehrere Zugänge
zum Gehäuse möglich, um
die Motorwelle in Drehbewegung zu versetzen,
- – durch
den Einbau dieser von Hand erfolgenden Steuerung erhöht sich
der Platzbedarf für
die Ausrüstung
nur geringfügig,
- – ihre
Kosten sind im Vergleich zu den bisherigen Lösungen geringfügig,
- – der
Greifer lässt
sich von Hand in der Schließstellung
oder Öffnungsstellung
in Anschlag bringen, um ein Öffnungs-Messgerät auf Null
zu setzen,
- – auch
eine Blockierung des Motors lässt
sich lösen,
wenn er seine Bezugswerte verliert und in Anschlag kommt und blockiert,
sei nun die Ursache des Blockierens mechanischer oder elektrischer
Natur oder durch ein Blockieren im Softwarebereich verursacht,
- – im
Sonderfall von Schweißelektroden
kann auch bei einem Festkleben der Elektroden an den Werkstücken eingegriffen
werden, um sie zu lösen,
was mit dem Motor nicht möglich
wäre.