DE3818757A1

DE3818757A1 - Portal eines industrieroboters

Info

Publication number: DE3818757A1
Application number: DE3818757A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Becker; Franz Dipl Ing Schulte; Hartwig Sprung; Roland Staggl; Manfred Stoeber
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-07
Also published as: GB8911620D0; IT8920476A0; FR2631875A1; IT1229578B; GB2219983B; GB2219983A; US5183377A; DE3818757C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Portal eines Industrieroboters mit von Stützen getragenem Längsträger für eine Hubsäule mit einem Lastaufnahmemittel oder dergleichen.

Ein Portal dieser Art ist sowohl als Linienportal als auch als Flächenportal durch das DE-Gbm. 85 11 473 bekannt. Die Fahrbewegungen der Hubsäule mit einem Greifer werden durch die unter bzw. vor den Trägern angeordneten Stützen begrenzt. Der Arbeitsbereich des Roboters geht also nie über den Bereich der Stützen hinaus. Bei diesem Portal sind die Stützen Längsträger, Querfahrträger und Fahrwerke (supports) einschließlich deren Verbindungen zueinander so unterschiedlich gestaltet, daß deren Herstellung sowie Lagerung nicht wirtschaftlich erfolgen kann. Dieses Portal und das nach der DE-OS 35 04 233 sind nicht so ausgebildet, daß, je nach Bedarf, aus einem gemeinsamen Bauteile-Baukastensystem sowohl für Linien- als auch für Flächenportale eine Ausführung mit traversierenden oder alternativ mit nichttraversierenden Antrieben für die horizontalen Bewegungen zusammengestellt werden kann, wobei bei Verwendung von Zugmittelantrieben bei geringsten Anfahrmassen die Zahnräderlagerelemente für den Längs- und Querantrieb untereinander gleich sind und noch wichtige Zusatzfunktionen ausüben können, so daß mit Hilfe dieser in größerer Stückzahl benötigten Komponenten ein wirtschaftlich herstellbares Portal entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Portal der vorgenannten Art derart zu gestalten, daß er bei Verwendung möglichst vieler gleicher Teile wirtschaftlich herstellbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an den Enden des neben den Stützen angeordneten Längsträgers mit Lagern für die Antriebselemente versehene Endelemente angeordnet sind. Die stets gleichen Endelemente sind wirtschaftlich herstellbar und dienen einerseits als Anschlag für die Fahrbewegung des Roboters und bieten sich auch als Einbaumöglichkeit für die Lagerung von Antriebselementen an.

Bei Flächenportalen sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Längsträger, Querträger und Querfahrträger über die Endelemente miteinander verbunden. Die Längsträger tragen dann einen Querfahrträger für die Hubsäule des Roboters.

Das erfindungsgemäße Endelement ist bei stets gleicher Ausführung sowohl bei Linien- als auch bei Flächenportalen an verschiedenen Stellen des Industrieroboters einsetzbar und daher ein preiswertes Serienteil. Es hat einen über eine Anschlußplatte für den Querträger hinausragenden Seitensteg für den Anschluß des Längsträgers und nach unten gerichtete Stegbleche mit Lagerbohrungen für die Wellen des Antriebszahnrades bzw. Umlenkzahnrades. Es kann in gleicher Weise bei Flächenportalen auch als Verbindungselement des Querfahrträgers zu Rollenböcken angeordnet sein, mit denen der Querfahrträger an den Längsträgern verfahrbar ist. Das Endelement kann auch über die Träger vorstehende Anschraubflächen für Puffer haben, die einen eventuellen Aufprall der Hubsäule auf den Träger bzw. des Querfahrträgers auf die Stütze dämpft.

Als Antriebselement für die Bewegungen des Industrieroboters eignen sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Zahnriemen, die um Antriebszahnräder und gegenüberliegende Umlenkzahnräder geführt und an dem zu verfahrenden Teil, wie Querfahrträger oder Hubsäule, befestigt sind. Der Antriebsmotor für den Querfahrträger ist vorzugsweise an einem der Querträger angeordnet und nach beiden Seiten über Antriebswellen mit in den Endelementen gelagerten Antriebszahnrädern verbunden.

Alternativ zur Antriebsausführung mit traversierenden Zahnriemen kann dieses Portal mit unter den Trägern angeordneten Zahnstangen auch bedarfsgerecht mit nichttraversierenden Antrieben betrieben werden, wobei die Endelemente ohne Lagerung verwendet werden, sonst aber sämtliche Grundelemente weiterverwendet werden können.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen und im folgenden erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Flächen-Portalroboter in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Längsträger oder einen Querfahrträger,

Fig. 3 den Querfahrträger aus Fig. 1 aus der Ansicht X,

Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3,

Fig. 5 den Schnitt V-V durch die Fig. 3,

Fig. 6 den Schnitt VI-VI durch die Fig. 4,

Fig. 7 das Endelement aus Fig. 1 in der Stirnansicht in größerem Maßstab,

Fig. 8 die Seitenansicht von Fig. 7, teils im Schnitt,

Fig. 9 die Draufsicht auf Fig. 7, teils im Schnitt,

Fig. 10 einen Rollenbock im Längsschnitt Fig. 11 eine Draufsicht auf Fig. 10,

Fig. 12 eine Stirnansicht von Fig. 10, teils im Schnitt,

Fig. 13 den Schnitt XIII-XIII durch die Fig. 11.

Das Portal eines Industrieroboters hat Stützen 1 für Längsträger 2, die an den Enden mittels Endelemente 20 über Querträger 3 miteinander verbunden sind und einen Querfahrträger 4 für eine Hubsäule 5 mit einem Lastaufnahmtmittel 39 tragen. An jedem Längsträger 2 und Querfahrträger 4 sind, wie Fig. 2 zeigt, unten Führungsschienen 9 für Tragrollen 10 und Führungsrollen 11 eines Fahrwerkes 12 befestigt. Beim Einsatz von nichttraversierenden Antrieben befindet sich an einem der Klemmprofile 41 eine Zahnstange 40; die Lage eines Zahnriemens 16 ist durch strichpunktierte Linien angedeutet. Eines der Fahrwerke 12 trägt einen Antriebsmotor 13 zum Verfahren der Hubsäule S mit seinem Hubsäulen- Fahrwerk 6 am Querfahrträger 4. Die Energiezufuhr erfolgt über Schleppkabel 19.

Ein in den Fig. 3 und 6 erkennbares, im Endelement 20 gelagertes Antriebszahnrad 14 des Antriebsmotors 13 treibt den endlosen Zahnriemen 16, der am Fahrwerk 12 für die am Querfahrträgers 4 befestigte Hubsäule 5 befestigt und um ein im motorfreien Fahrwerk 12 der anderen Seite des Querfahrträgers 4 im Eckelement 20 auf einer Umlenkwelle 7 gelagertes Umlenkzahnrad 15 geführt ist. Der Querfahrträger 4 ragt mit seinen Stirnenden in taschenförmige Seitenstege 25 der Endelemente 20 hinein, die in den Fig. 7 bis 9 in größerem Maßstab gezeichnet sind. Die Eckelemente 20 sind seitlich mit dem Querfahrträger 4 und nach oben hin mit den Fahrwerken 12 jeweils direkt verbunden.

Für den Antrieb des Querfahrträgers 4 ist, wie Fig. 1 zeigt, unter einem der Querträger 3 etwa in seiner Mitte ein Antriebsmotor 17 befestigt, von dessen Getriebe Antriebswellen 18 zu den Antriebszahnrädern 14 führen. Diese sind in Endelementen 20 an den Enden der Längsträger 2 befestigt. Auf die Endelemente 20 sind die Querträger 3 aufgelegt. Der endlose Zahnriemen 16 führt über die Antriebszahnräder 14 um Umlenkzahnräder 15 des anderen Portalendes zu den auf beiden Enden des Querträgers 4 angeordneten Fahrwerken 12.

Am Fahrwerk 12 des Querfahrträgers 4 ist ein in den Fig. 4 und 5 gezeichneter Motor 38 zum Heben und Senken der Hubsäule 5 mit ihrem Lastaufnahmemittel 39 befestigt.

Das in den Fig. 7 bis 9 gezeichnete Endelement 20 hat unter einer mit Bohrungen 22 für den Querträger 3 versehenen Anschlußplatte 21 zwei Stegbleche 23, die Lagerbohrungen 24 für die Lagerung der Antriebswelle 8 bzw. 18 oder der Umlenkwelle 7 des Antriebszahnrades 14 bzw. Umlenkzahnrades 15 haben. Das Endelement 20 hat ferner einen seitlich über die Anschlußplatte 21 hinausragenden taschenförmigen Seitensteg 25 mit Bohrungen 26 für den Anschluß des Längsträgers 2 oder Querfahrträgers 4. Damit der daran fahrende Querfahrträger 4 nicht gegen das Endelement 20 fährt, hat es eine Anschraubfläche 27 für einen in Fig. 3 erkennbaren Puffer 28.

Das Endelement 20 dient

1. als Verbindungselement zwischen Längsträger 2 und Querträger 3,
2. als Verbindungselement zwischen dem Querfahrträger 4 und den Querfahrträger-Fahrwerken 12,
3. als Lagerbock für die Umlenkwellen 7 mit den Umlenkzahnrädern 15,
4. als Lagerbock für die Antriebswelle 8 mit dem Antriebszahnrad 14 und Antriebsmotor 13,
5. als Lagerbock für die Antriebswellen 18 mit den Antriebszahnrädern 14 und
6. als Tragkörper für den Puffer 28.

Anstelle der Verbindung von Längsträger zum Querträger kann das Endelement 20 auch einen in den Fig. 10 und 13 gezeichneten Rollenbockrahmen 30 des Fahrwerkes 12 tragen, mit dem der Querfahrträger 4 an dem Längsträger 2 entlang fährt. Der Rollenbockrahmen 30 hat in seiner Grundplatte 31 Langlöcher 32 zum Anschluß an die Bohrungen 22 der Anschlußplatte 21 des Endelementes 20 und an den Enden von Seitentragstegen 33 Lagerbohrungen 35 für die Tragrollen 10 und Lageraugen 36 mit Lagerbohrungen 37 für die Führungsrollen 11.

Bei einem nicht gezeichneten Linienportal fährt die in Fig. 1 gezeichnete Hubsäule 5 in gleicher Weise an einem Längsträger 2. Die Querträger 3 und der Querfahrträger 4 entfallen dann.

Claims

1. Portal eines Industrieroboters mit von Stützen getragenem Längsträger für eine Hubsäule mit einem Lastaufnahmemittel oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des neben den Stützen (1) angeordneten Längsträgers (2) mit Lagern für Antriebselemente versehene Endelemente (20) angeordnet sind.

2. Portal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endelemente (20) gleich ausgebildet sind.

3. Portal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Flächenportalen die Längsträger (2), Querträger (3) und Querfahrträger (4) über die Endelemente (20) miteinander verbunden sind.

4. Portal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endelement (20) einen über eine Anschlußplatte (21) für den Querträger (3) hinausragenden Seitensteg (15) für den Anschluß des Längsträgers (2) und unter der Anschlußplatte (21) Stegbleche (23) mit Lagerbohrungen (24) für die Welle (29) des Antriebszahnrades (14) oder Umlenkzahnrades (15) hat.

5. Portal nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endelemente (20) an unter den Längsträgern (2) verfahrbaren Rollenböcken (30) eines Fahrwerkes (12) für den Querfahrträger (4) angeordnet sind.

6. Portal nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endelemente (20) über die Träger vorstehende Anschraubflächen (27) für Puffer (28) haben.

7. Portal nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente Antriebszahnräder (14) sind und daß in den den Antriebszahnrädern (14) gegenüberliegenden Endelementen (20) Umlenkzahnräder (15) für Zahnriemen (16) gelagert sind, deren Enden an den zu verfahrenden Teilen (Querfahrträger-Fahrwerke (12), Hubsäulen-Fahrwerk (6) befestigt sind.

8. Portal nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (17) für den Querfahrträger (4) an einem der Querträger (3) angeordnet und über Antriebswellen (18) mit in den Endelementen (20) gelagerten Antriebszahnrädern (14) verbunden ist.

9. Portal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (13) zum Verfahren des Hubsäulen-Fahrwerkes (6) am Querfahrträger (4) an einem der unter dem Rollenbock-Rahmen (30) angeordneten Endelemente (20) gelagert ist.

10. Portal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endelemente (20) mit Trägern (2, 4) verbunden sind, die unbearbeitete oder bearbeitete Auflageflächen (43) für Führungsschienen (9) haben.

11. Portal nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die horizontalen Bewegungen bei Verwendung von traversierenden Antrieben ein Strang des Zahnriemens (16) durch den Hohlkörper des Trägers (4) und der andere unterhalb diesem geführt ist.

12. Portal nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von nichttraversierenden Antrieben eine mit einem Klemmprofil (41) befestigte Zahnstange (40) unterhalb der Führungsschienen (9) angeklemmt ist.