DE3217521A1

DE3217521A1 - Vorrichtung fuer den transfer von werkstuecken

Info

Publication number: DE3217521A1
Application number: DE19823217521
Authority: DE
Inventors: Peter J. 48178 South Lyon Mich. Niedzielski
Original assignee: ROB CON Ltd
Current assignee: ROB CON Ltd
Priority date: 1981-05-11
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1982-12-02
Also published as: FR2505238A1; JPS57201189A

Description

- Vorrichtung für den 'i'ransfor von Werkstücken

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den Transfer von Gegenständen zwischen in gegenseitigen Abstand angeordneten ArbeitsStationen unter Verwendung von zwei um 180 verschwenkbaren Tragarmen, welche nach Ergreifen der Gegenstände zur Verkürzung des Abstands zwischen der Last und der Schwenkachse der Arme an- oder einziehbar sind.

Transfervorrichtungen der vorstehend genannten Art sind allgemein bekannt und werden häufig als Transferautomaten oder Roboter bezeichnet. Bekannte Vorrichtungen der genannten Art haben jedoch einen sehr verwickelten Aufbau mit zahlreichen dem Verschleiß unterworfenen Teilen, was die Wartung derartiger Vorrichtungen erschwert und ihre Betriebssicherheit beeinträchtigt. Ein Beispiel für eine derartige Transfervorrichtung ist in der US-PS 3 8J4- 555 beschrieben.

Die Erfindung schafft eine TRansfervorrichtung der eingangs genannten Art mit zwei unabhängig voneinander bewegbar in einem auf einem Sockel gelagerten Drehgestell geführten, an- oder einziehbaren Tragarmen und hydraulichen Zylinder-Kolbenanordnungen zum unabhängigen Ausstrecken der Tragarme, zum Heben und Senken der Tragarme in eine wahlweise bestimmbare Höhe über dem Sockel und zum Verdrehen des Drehgestells mit den Tragarmen auf dem Sockel. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung über eine unter Rückkoppelung rechnergesteuerte, hydraulische Servoanlage betätigbar, welche schneller ragiert als eine Motor-Getriebeanordnung, sehr schwere Lasten heben kann, weniger Teile aufweist und einem geringeren Verschleiß unterworfen ist als die An-

triebe bekannter Transferautotnatcn.

Ein Vorteil der an- oder einziehbaren Tragarme besteht darin, daß die zu überführenden Gegenstände näher an die Schwenkachse der Tragarme herangebracht werden können, so daß sich aufgrund des kleineren Überhangs eine geringere Belastung ergibt und die Gegenstände schneller überführt werden können. In der bevorzugten Ausführungsform werden die beweglichen Teile mit einer Winkelgeschwindigkeit von 90°/sec verschwenkt, was allein durch die Verwendung der an- oder einziehbaren Tragarme und der hydraulischen Antriebsanordnung ermöglicht ist. Eine solche Geschwindigkeit ist mit einer herkömmlichen Anordnung aus Zahnstangen und Ritzeln nicht erzielbar. Außerdem

*5 läßt sich ein hydraulischer Antrieb schneller umsteuern als ein Antrieb durch Elektromotore, da deren Umsteuerung jow^.ilo eine gewänne Minde-fstzoit in Anspruch nimmt.

Die Tragarme der erfindungcgemäßen Vorrichtung sind so angeordnet, daß daran angeordnete Greifeinrichtungen

sich beim Einzeihen und Ausstrecken der Tragarme entlang einer waagerechten, durch die Schwenkachse der.Tragarme hindurch verlaufenden Linie bewegen, um damit eine ausgewogene Belastung des Antriebs zu gewährleisten.. 25

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

ELg. 1 eine Schrägansicht einer zweiarmigen Transfer-

Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht auf einen Sockel der

Vorrichtung zur Darstellung eines Antriebs zum Ver- · 35

schwenken der Tragarme,

Fig. 3 oine Seitenansicht des Sockels,

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Fip;. 4 eine Draufsicht auf ein Drehgestell nach Abnahme eines oberen Rahmens zur Darstellung der Tragarme,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Drehgestells unter Weg-. lassung einzelner Teile und

Fig. 6 eine schematisierte Darstellung von Steuereinrichtungen für einen einzelnen hydraulischen Zylinder.

Ein in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Fig. 1■dargestellter zweiarmiger Transferautomat hat einen Sockel 12,und ein drehbar darauf gelagertes Drehgestell 14.

In Fig. 2 und 3 ist der Sockel 12 nach Abnahme seiner Verkleidung gezeigt. Das Drehgestell 14 ist mittels eines Lagers 16 um eine senkrechte Achse ve.rdrehbar gelagert. Eine an der Unterseite des Drehgestells 14 hervorstehende Welle 18 trägt ein Ketteinrad 20. Im Sockel. 12 sind nebeneinander zwei hydraulische Zylinder 22, 24 mit ausfahrbaren und einziehbaren Kolbenstangen 26 bzw. 28 angeordnet.

Eine mit jeweils einem Ende an den Kolbenstangen 26, befestigte Kette 30 ist um das Kettenrad 20 geschlungen,

so daß dieses und damit das Drehgestell 14 durch wechselseitiges Ausfahren und Einziehen der? Kolbenstangen 26, in der einen
drehbar ist.

in der einen oder anderen Richtung um jeweils 180° ver-

Die geschlossenen Enden der Zylinder 22, 24 sind über

eine Leitung 32 derart miteinander verbunden, daß das Druckmittel beim Einziehen der Kolbenstange 26 in den Zylinder 22 aus diesem in den anderen Zylinder 24 übertritt und damit das Ausfahren von dessen Kolbenstange 35

bexd-rkt. Bei Betätigung in entgegengesetzter Richtung tritt das aus dem Zylinder 24 verdrängte Druckmittel in den Zylinder 22, so daß die Kette 30 jederzeit straff geführt ist.

In Pig. 2 erkennt man außerdem einen Rückkoppelungspotentiometer 34 mit einem (nicht gezeigten) Ritzel, ■welches sich in Eingriff mit einer mit der Kolbenstange 28 verbundenen Zahnstange 36 befindet, um eine Steuerung-Rechnereinheit 38 mit einem der Stellung der Kolbenstange 28 entsprechenden Signal zu speisen.

In Fig. 6 ist die programmierbare Steuerung eines einzelnen hydraulischen Zylinders des Transferautomaten durch die Rechnereinheit 38 dargestellt. Das dem Jeweiligen Zylinder zugeordnete Potentiometer speist den Rechner mit einem der.jeweiligen Stellung der Kolbenstange entsprechenden Signal. Der Rechner 38 steuert über eine Leitung 39A einen Steuerschieber 39 mit einem elektrischen Signal an. Der Steuerschieber 39 leitet ein von einer Druckquelle 39c zugeführtes Druckmittel über Leitungen 39D, 39E dem einen oder anderen Ende des Zylinders zu, so daß die Kolbenstange 28 ausgefahren

bzw. eingezogen wird.
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Das Drehgestell 14 hat Seitenrahmen 40, einen oberen Rahmen 42 und einen Boden 44. In Fig. 4 und 5 ist das Drehgestell 14 mit abgenommenem oberen Rahmen 42 bzw. mit abgenommenen Seitenrahmen 40 gezeigt. Zxiischen dem Boden

44 und dem oberen Rahmen 42 des Drehgestells 14 verlaufen vier senkrechte Führungsstangen 46, 48, 50> 52. Auf Jeweils zwei Führungsstangen 46, 48 bzw. 50, 52 ist ein erster bzw. ein zweiten Schlitten 54 bzw. 56 senkrecht

verschieblich geführt. Die beiden Schlitten 54-, 56 tragen 30

Jeweils einen gemeinsam damit auf und ab bewegbaren, in sich selbst waagerecht bewegbaren ersten bzw. zweiten Tragarm 58 bzw. 60. Die Tragarme haben den gleichen, Jeweils nur durch die Richtungsangabe "rechts" bzw. "links" bestimmten Aufbau.

Der Schlitten 54 trägt einen hydraulischen Zylinder 64 mit einer Kolbenstange 66, welche in Fig. 4 und 5 in voll ausgefahrener Stellung gezeigt ist. Am Ende der Kolben-

stange 66 ir.t ein waagerecht bewegbarer Innenartn 68 angeschlossen.

In Fig. 4- befindet sich das äußere Ende des Innenarms in der voll ausgefahrenen Stellung. Im vollständig eingezogenen Zustand befindet sich das innere Ende des Innenarms 68 in der gestrichelt gezeichneten Stellung "A".

Der zusammen mit der Kolbenstange 66 bewegbare Innenarm 68 trägt einen weiteren hydraulischen Zylinder 70 mit . einer Kolbenstange 72, welche in Fig. 4 und 5 im voll ausgefahrenen Zustand gezeigt ist. Im eingezogenen Zustand der Kolbenstange 72 befindet sich ihr äußeres Ende nahe dem äußeren Ende der Kolbenstange 66,- Im vollständig !5 eingezogenen Zustand beider Kolbenstangen 66 und 72 befinden sich ihre beiden äußeren Enden nahe dem jeweiligen Seitenrahmen 40 des Drehgestells 14.

Die Kolbenstange 72 trägt einen Außenarm 75 ^rai't einer Greifereinrichtung 74. Beim Einziehen und Ausfahren der beiden Kolbenstangen 66 und 72 bewegt sich die Greifereinrichtung 74 entlang einer durch den gemeinsamen Drehpunkt des Drehgestells und der Tragarme verlaufenden Linie 76. Durch Einziehen der Tragarme läßt sich die jeweilige Greifereinrichtung und ein von dieser ergriffenes (nicht gezeigtes) Werkstück bis nahe an den jwei-■ligen Seitenrahmen des Drehgestells heranführen, um den Lastüberhang beim Verdrehen des Drehgestells zu verringern. .
30

Ein fest mit; dem Schlitten 54 verbundener hydraulischer Zylinder 80 hat eine durchgehende Kolbenstange, deren unteres bzw. oberes Teil 8ÖA bzw. 8OB mit dem Boden 44

bzw. dem oberen Eahmen 42 des Drehgestells 14 verbunden 35

sind. Diese Anordnung dient dazu, den Schlitten 54 in eine- wahlweise bestimmbare Höhe über dem Sockel 12 zu heben oder zu senken.

. a.

Mittels einer gleichartigen, zwischen, dorn Boden und dorn oberen Rahmen angebrachten hydraulischen Zylinderanordnung 82 ist der zweite Schiitben 5& unabhängig vom ersten Schlitten. 5^- heb- und senkbar. Der zweite Schlitten 56 trägt einen hydraulischen Zylinder 86 mit einer Kolbenstange 88, deren freies Ende mit einem Irinenarm 90 verbunden ist. Der Innenarra 90 trägt inen weiteren hydraulischen Zylinder 92 mit einer einen Außenarm 96 tragende-α Kolbenstange 94-· An seiuom äußeren Ende trägt der Außenarm 96 c^;in Werkzeug bzw. eine Greif einzric'ifcung 98, '.-relc'io sich beim Einziehen und Ausfahren des Tra.jarms 60 ebenso wie die G-reifeinrichtung ψ-V^ jedoch in entgegengesetzter Richtung, entlang der die Drehachse 78 schneidenden Linie 76 bewegt. Den Kolbenstangen 72 und 9^- ist jeweils ein Rückkoppelungspotentiometer 100 bzw. 102 zugeordnet. Die Potentiometer 100 und 102 sind mit der Steuerungs-Eechnereinheit 58 verbunden und dienen, der piOfcrararnierbaren Steuerung der Werkzeuge bzw. G.roife.feinri.:;htungon.

Wie man in Fig. 1 erkennt, haben die Werkzeuge oder Greifereinrichtungen 7^ζί und 98 den gleichen Aufbau mit jeweils einem Greifer 106, v/elcher in bekannter Veise um drei Achsen, nämlich die Längsachse, die Hochachse und die

Querachse herum bewegbar ist.
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Claims

P_a_t_e_n_t_a_n_s_p_r_ü_c_h_e

U Vorrichtung für den Transfer von Werkstücken, gekennzeichnet durch einen Sockel (12), durch ein um eine senkrechte Achse drehbar auf dem Sockel gelagertes Drehgestell (14), durch einen ersten hydraulischen Antrieb (20 bis 32) zum Verdrehen des Drehgestells von einer ersten in eine zweite und zurück in die erste . Stellung, durch am Drehgestell angeordnete senkrechte Führungen (46 bis 52), durch einen ersten und einen zweiten, jeweils mittels eines zweiten hydraulischen Antriebs (80, 82) in eine wahlweise bestimmbare Höhe über dem Sockel bewegbaren, unabhängig voneinander senkrecht verschieblxch an den Führungen angeordneten Schlitten (54,- 56), durch jeweils eine waagerecht an jedem der Schlitten angebrachte hydraulische Zylinder-Kolbonanordnung (64), durch einem

mit der Zylinder-Kolbenanordnung verbunden aus einer an das Drehgestell· angezogenen Stellung v/aagerecht in Längsrichtung in eine ausgestreckte Stellung betvegbar am ersten Schlitten angeordneten ersten Tragarm (58) mit . einem waagerechten Innenarin (G8) und einem mit einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung (70, 72) verbundenen Außenartn (75)» und durch einen mit der zugeordneten Zylinder-Kolbenanordnung verbunden unabhängig vom ersten Tragarm und in entgegengesetzter Richtung aus einer an das Drehgestell angezogenen Stellung waagerecht in Längsrichtung in eine ausgestreckte Stellung bewegbar am zweiten Schlitten angeordneten zweiten Tragarm (60), welcher ebenfalls einen waagerechten Innenarm und einen mit einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung verbundenen, waagerechten Außenarra (96) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Tragarm (58 bzw. 60) jeweils eine erste bzw. zweite Greifeinrichtung (74 bzw. 98) tragen.
3- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Tragarm (58 bzw. 60) in der angezogenen Stellung ²^ in gegenseitigem Parallelabstand angeordnet und in bezug auf das Drehgestell (14) in einander entgegengesetzten Eichtungen bewegbar sind.
4. .Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgestell (14) von der ersten in die zweite Stellung um 180° verdrehbar ist.
5- Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 35

bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Tragarm (58) unabhängig vom zweiten Tragarm (60) waagerecht und senkrecht bewegbar ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch ge kennzeichne t, daß der erste hydraulische Antrieb ein mit dem Drehgestell (14·) verbundenes Kettenrad (20), zx^ei im Sockel (12) angeordnete hydraulische Zylinder (22, 24), verschieblich in den Zylindern geführte Kolbenstangen (26, 28) und eine an ihren Enden mit den Kolbenstangen verbundene, in Eingriff mit dem Kettenrad befindliche Kette OO) aufweist, so daß das Kettenrad und das Drehgestell durch wechselseitiges Einziehen und Ausfahren der Kolbenstangen in die bzw. aus den Zylindern relativ zum Sockel verärehbar sind.
7- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Zylinder (22, 24) derart in gegenseitiger Ströraungsverbindung (352) stehen, daß das hydraulische Druckmittel bei der Betätigung der einen Zylinder-Kolbenanordnung von einem Ende derselben in das entsprechende Ende der jeweils anderen Zylindec- ^O Kolbenanordnung überströmt.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schlitten (54 bzw. 56) mittels jeweils einer zwischen ihm und dem Drehgestell (14) vorgesehenen hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung (80 bzw. 82) in eine wahlweise bestimmbare Höhe über dom Sockel (12) heb- und senkbar sind.

9- ■ Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennz eichnet, daß der erste und der zweite Tragarm (58 bzw. 60) jeweils um eine senkrechte Achse verschwenkbar sind, so daß die an ihren äußeren Enden angeordneten Greifeinrichtungen (74, 98) an einander gegenüberliegenden Seiten des Drehgestells (14) entlang einer gemeinsamen, waagerechten Bewegungslinie bewegbar sind.