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DE9115369U1 - Robot drive device based on the Cartesian principle for multi-axis, spatially arranged transport systems, in particular for NC linear axes - Google Patents

Robot drive device based on the Cartesian principle for multi-axis, spatially arranged transport systems, in particular for NC linear axes

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DE9115369U1
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Description

Prof. Dr.-Ing. Werner Weinert Eichköpfelweg 9 6101 ModautalProf. Dr.-Ing. Werner Weinert Eichköpfelweg 9 6101 Modautal

07.12.199107.12.1991

Roboter-Antriebsvorrichtung nach dem kartesischen Prinzip für mehrachsige, räumlich angeordnete Transportsysteme, insbesondere für NC-Linearachsen Robot drive device based on the Cartesian principle for multi-axis, spatially arranged transport systems, in particular for NC linear axes

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Roboter-Antriebs-Vorrichtung nach dem kartesichen Prinzip, die es ermöglicht, den Steuerungsaufwand und die Anzahl der Antriebsmotoren insgesamt zu senken, die bei bekannten, entsprechend großen Anlagen sehr hoch sind. Hierbei sind Anlage-, Betriebskosten und technische Funktionalität zu berücksichtigen!The present invention relates to a robot drive device based on the Cartesian principle, which makes it possible to reduce the control effort and the number of drive motors overall, which are very high in known, correspondingly large systems. System, operating costs and technical functionality must be taken into account here!

Im Rahmen der Erfindung werden rechnergesteuerte Arbeitsmaschinen für Handhabungstechniken, beispielsweise für Bestückungs-, Montage- und Sortiervorgänge betrachtet, die Transport- und/oder Greifeinrichtungen aufweisen. In allen diesen Fällen bewegt sich ein Arbeitspunkt auf einer genau festgelegten Bahn im Raum. Als Arbeitspunkt können je nach Robotereinsatz verschiedene Werkzeuge, wie Greifer, Schweiß-, Nietwerkzeuge, Schaum-, Klebe-, Sprühdüsen, etc. infrage kommen, um nur einige zu nennen.The invention considers computer-controlled work machines for handling techniques, for example for loading, assembly and sorting processes, which have transport and/or gripping devices. In all of these cases, a work point moves on a precisely defined path in space. Depending on the robot application, various tools can be used as the work point, such as grippers, welding and riveting tools, foam, adhesive and spray nozzles, etc., to name just a few.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf folgenden Stand der Technik:The present invention relates to the following prior art:

In Abhängigkeit von der räumlichen Bahn des Arbeitspunktes wird als Robotersteuerung eine Punkt-, Strecken- oder Bahnsteuerung gewählt, wobei das kartesiche Prinzip angewandt wird.Depending on the spatial path of the working point, a point, line or path control is selected as the robot control, whereby the Cartesian principle is applied.

Bei der einfachsten Steuerung, der Punktsteuerung, sind nur die Positionen des Arbeitspunktes entscheidend, nicht die zwischen ihnen liegenden Wegstrecken. Die Punktsteuerung wird hauptsächlich bei in einer Ebenen liegenden Positionierungsaufgaben eingesetzt, wie zur Montage, Bestückung oder Kommissionierung von Teilen.With the simplest control, point control, only the positions of the working point are important, not the distances between them. Point control is mainly used for positioning tasks in one plane, such as for assembly, placement or picking of parts.

Bei der Streckensteuerung wird neben den Endpunkten der zu verfahrenden Wegstrecke auch die Führungsgenauigkeit entlang dieser Strecke verlangt. Die Strecke selbst orientiert sich hierbei am Aufbau des Roboters und ist nicht beliebig in der Arbeitsebene definiert.In route control, in addition to the end points of the route to be traveled, the guidance accuracy along this route is also required. The route itself is based on the structure of the robot and is not arbitrarily defined in the working plane.

Für freie Wegstrecken oder auch beliebig gekrümmte Bahnkurven im Raum setzt man Bahnsteuerungen ein. Als Beispiel einer solchen Anwendung sei die Farblackierung einer gekrümmten Karosserie genannt, bei der z.B. der Arbeitspunkt "Sprühdüse" in konstantem Abstand und immer in bestimmter Neigung zur Oberfläche bewegt werden muß.Path controls are used for free paths or arbitrarily curved paths in space. An example of such an application is the painting of a curved car body, where, for example, the "spray nozzle" working point must be moved at a constant distance and always at a certain inclination to the surface.

Um die Wege des Arbeitspunktes in der beschriebenen Weise programmieren zu können, werden Roboter meist aus einzelnen Achsen modular aufgebaut. Jede Einheit besitzt einen ansteuerbaren Motor und eine Mechanik zur Ausführung der Bewegung. Die übergeordnete Steuerung der einzelnen Antriebsmotoren erfolgt durch ein Roboterprogramm, wobei die Einzelachsen kinematisch so koordiniert werden, daß letzendlich der Arbeitspunkt seine Bahn korrekt beschreibt.In order to be able to program the paths of the working point in the manner described, robots are usually built modularly from individual axes. Each unit has a controllable motor and a mechanism for executing the movement. The higher-level control of the individual drive motors is carried out by a robot program, whereby the individual axes are kinematically coordinated in such a way that the working point ultimately describes its path correctly.

Beim kartesischen Robotersystem werden die einzelnen mechanischen Achsmodule orthogonal zueinander in einer Ebene (z.B. X und Y) aufgebaut, so daß alle Positionen innerhalb dieser X-Y-Fläche mit der vertikalen Hochachse Z, die z.B. als Arbeitspunkt einen Greifer trägt, angefahren werden können. Bei der Auswahl der Einheiten setzt man hierzu Linearmodule für die Achsen X und Y ein, die miteinander konstruktiv adaptierbar sind, wobei jedes Linearmodul über einen eigenen Antriebsmotor verfügt, der ein Transportmittel (Gewindespindel oder Zahnriemen) antreibt und an dem ein Schlitten (Support) befestigt ist. Dieser wird am Führungsprofil des Achsmoduls linear, also geradlinig entlangbewegt.In the Cartesian robot system, the individual mechanical axis modules are set up orthogonally to one another in a plane (e.g. X and Y) so that all positions within this X-Y area can be approached with the vertical axis Z, which, for example, carries a gripper as a working point. When selecting the units, linear modules are used for the X and Y axes, which can be structurally adapted to one another, with each linear module having its own drive motor that drives a transport device (threaded spindle or toothed belt) and to which a carriage (support) is attached. This is moved linearly, i.e. straight, along the guide profile of the axis module.

Für solche mechanischen Linearbewegungsvorrichtungen werden in der Literatur auch die Bezeichnungen "Lineareinheit", "Linearachse" oder "Linear Drive" benutzt. NC-Linearachsen haben mittlerweile einen hohen technischen Stand erreicht und werden hauptsächlich im Handhabungsbereich eingesetzt. Von den vielen Patentschriften sei beispielhaft auf die DE 3839091 Al verwiesen, die den mechanischen Aufbau einer solchen Einheit beschreibt.The terms "linear unit", "linear axis" or "linear drive" are also used in the literature for such mechanical linear motion devices. NC linear axes have now reached a high technical level and are mainly used in the handling sector. Of the many patent documents, reference should be made to DE 3839091 Al, which describes the mechanical structure of such a unit.

Befestigt man auf dem ersten Schlitten eine zweite komplette Lineareinheit, und bestückt den zweiten Schlitten der zweiten Einheit mit einem geeigneten Greifer, so kann dieser jede Position innerhalb der mit den beiden Linearmodulen (X und Y) gebildeten Ebene anfahren. Aus Festigkeitsgründen und zum Zwecke einer höheren Positioniergenauigkeit baut man kartesische Systeme symmetrisch auf, z.B. aus zwei parallel liegenden X-Linearachsen, die mit der Y-Linearachse überbrückt werden. Man gelangt so zur bekannten Portalbauweise. In der Fachzeitschrift AGT Dokumentation 2, Juni 89, ist auf Seite 34 ein solches aus Linearachsen aufgebautes dreiachsiges, kartesisches Portalsystem dargestellt. Die Aufgabe dabei ist die Ver-und Entsorgung von Werkzeugmaschinen mit Teilen.If a second complete linear unit is attached to the first slide and the second slide of the second unit is equipped with a suitable gripper, it can move to any position within the plane formed by the two linear modules (X and Y). For reasons of strength and for the purpose of greater positioning accuracy, Cartesian systems are constructed symmetrically, e.g. from two parallel X-linear axes that are bridged by the Y-linear axis. This leads to the well-known portal design. In the specialist magazine AGT Documentation 2, June 89, on page 34, such a three-axis, Cartesian portal system constructed from linear axes is shown. The task here is to supply and remove parts from machine tools.

Wird die Streckensteuerung für kartesische Roboter eingesetzt, liegt die definierte Fahrstrecke immer entlang einer Linearachse, und die restlichen Achsen (z.B. Y-Achse) sind während dieser Bewegung blockiert.If the path control is used for Cartesian robots, the defined travel path is always along a linear axis, and the remaining axes (e.g. Y-axis) are blocked during this movement.

Auf alle Robotertypen, auch auf kartesiche, sind alle NC-Steuerungen anwendbar, wobei die universelle Bahnsteuerung die Strecken- und Punktsteuerung enthält. NC steht für "Numerically Controlled" und bedeuted die rechnerunterstützte Anbindung der Achsen.All NC controls can be used on all types of robots, including Cartesian ones, whereby the universal path control includes line and point control. NC stands for "Numerically Controlled" and means the computer-aided connection of the axes.

Für spezielle und komplizierte Roboteraufgaben genügt meist die reine Positioniersteuerung des Arbeitspunktes nicht; oft kommen weitere Achsen als Hilfs- und Hauptachsen hinzu, die zur Steuerung der Roboter-Peripherie oder komplexer Greifersysteme benötigt werden. Man spricht deshalb je nach Anzahl (n) ansteuerbarer Achsen von n-achsigen Systemen; im Falle zweier Achsen von zweiachsigen Robotersteuerungen.For special and complicated robot tasks, pure positioning control of the working point is usually not sufficient; additional axes are often added as auxiliary and main axes, which are required to control the robot peripherals or complex gripper systems. Depending on the number (n) of controllable axes, one therefore speaks of n-axis systems; in the case of two axes, of two-axis robot controls.

Für den einachsigen Fall einer NC-Steuerung teilt der Benutzer dem internen Steuerungsrechner (CPU) die erforderlichen Parameter (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Genauigkeit und periphere Ein/Ausgänge> mit. Die CPU (Central Processing Unit) veranlaßt den Servoregler der Steuerung, codierte Datensignale für die Fahrgeschwindigkeit zu erzeugen. Ein zum Leistungsteil zählender Servoverstärker verstärkt das analoge Reglersignal und gibt es an den Antriebsmotor z.B. einer Linearachse weiter. ImFor the single-axis case of an NC control, the user informs the internal control computer (CPU) of the required parameters (position, speed, acceleration, accuracy and peripheral inputs/outputs). The CPU (Central Processing Unit) causes the servo controller of the control to generate coded data signals for the travel speed. A servo amplifier, which is part of the power section, amplifies the analog controller signal and passes it on to the drive motor, e.g. of a linear axis. In the

Servomotor wird die Drehgeschwindigkeit von einem integrierten Tacho und die Anzahl der Umdrehung und damit die Position des Arbeitspunktes von einem integrierten Drehgeber erfaßt und an den Servoregler für einen Soil/Ist-Abgleich zurückgemeldet. Ferner liefern Endschalter ihre Signale an die Ein/Ausgangskarte der Steuerung, wenn der Schlitten seinen erlaubten Verfahrbereich verläßt. Mit einem Referenzschalter, der als spezieller Endschalter zu verstehen ist, wird die Lineareinheit "genullt", d.h. die Positionsmarke des Arbeitspunktes auf Null geeicht. Alle modernen Prozeßsteuerungen können schließlich noch mit Rechnernetzen gekoppelt werden, so daß die lokalen Robotersteuerungen (Slaves) ihre Signale direkt von einem übergeordneten Leitrechner (Host) empfangen können. Auch dies setzt ein weiteres Steuerungsmodul voraus. Wie beim Aufbau der hierzu gehörigen Mechanik gibt es für Steuerungen modular aufgebaute Strukturen mit Begriffen, wie "einachsige Positioniersteuerung", "dreiachsige Streckensteuerung". Für einfache Handhabungsaufgaben setzt man bevorzugt entsprechend der Anzahl an Achsen sogenannte Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) ein, die für jede Achse alle zuvor genannten Komponenten aufweisen.In the servo motor, the rotational speed is recorded by an integrated tachometer and the number of revolutions and thus the position of the operating point is recorded by an integrated rotary encoder and reported back to the servo controller for a target/actual comparison. In addition, limit switches send their signals to the input/output card of the control when the carriage leaves its permitted travel range. The linear unit is "zeroed" with a reference switch, which is to be understood as a special limit switch, i.e. the position mark of the operating point is calibrated to zero. Finally, all modern process controls can be linked to computer networks so that the local robot controls (slaves) can receive their signals directly from a higher-level master computer (host). This also requires another control module. As with the structure of the associated mechanics, there are modular structures for controls with terms such as "single-axis positioning control", "three-axis path control". For simple handling tasks, it is preferable to use so-called programmable logic controllers (PLCs) depending on the number of axes, which have all of the previously mentioned components for each axis.

Den erläuterten Vorteilen moderner NC-Steuerungen zum Antrieb von Roboterachsen muß man aber auch die wirtschaftliche Seite und die nachfolgend aufgeführten Nachteile gegenüberstellen.The advantages of modern NC controls for driving robot axes described above must also be compared with the economic side and the disadvantages listed below.

Wie eine in der Praxis durchgeführte Analyse zeigt, entfallen beim Einsatz einer Speicherprogrammierbaren Steuerung zur Positionierung einer Lineareinheit an Kosten; auf:As a practical analysis shows, the costs of using a programmable logic controller to position a linear unit are:

Positioniersteuerung (SPS)Positioning control (PLC) 50 %50% Mechanik (Zahnriementrieb)Mechanics (timing belt drive) 20 '/.20 '/. Adaption (anteilig)Adaptation (proportionate) 10 %10% Antriebsmotor (DC-Servomotor,
Drehgeber, Tacho)
Drive motor (DC servo motor,
Encoder, speedometer)
20 %20%
Gesamtkostentotal cost 100 '/.100 '/.

Für jede NC-Lineareinheit entfallen damit 70'/. auf die Steuerung, incl. Antriebsmotor und nur 30*/. auf den mechanischen Bewegungsteil. Da - wie beschrieben - Robotersysteme zumindest zweiachsig aufgebaut werden, summieren sich die Anteile entsprechend.For each NC linear unit, 70'/. is allocated to the control, including the drive motor and only 30*/. to the mechanical movement part. Since - as described - robot systems are built with at least two axes, the shares add up accordingly.

Zur Zeit müssen bei zweiachsigen Systemen die schweren Antriebsmotoren allesamt mitbewegt werden. Dies bedeutet ein Mehraufwand an Antriebsenergie und eine steifere und damit schwerere Roboterbauweise. In der EP 0 329 642 Al wird deshalb für ein dreiachsiges Regalbediengerät (X,Y und Z) zur Reduzierung mitfahrender Massen der Antriebsmotor für die zweite (Y-) Achse stationär angeordnet und deren Schlitten über einen zweiten Antriebsriemen bewegt. Jede Lineareinheit besitzt dabei jedoch nach wie vor ihren eigenen Motor und ihre eigene Antriebssteuerung. Diese bekannten Anordnungen sind konstruktiv und steuerungstechnisch aufwendig und damit sehr teuer.At present, the heavy drive motors in two-axis systems all have to be moved. This means more drive energy is required and the robot design is stiffer and therefore heavier. In EP 0 329 642 Al, the drive motor for the second (Y) axis is arranged stationary for a three-axis storage and retrieval machine (X, Y and Z) in order to reduce the masses that travel with it, and its carriage is moved via a second drive belt. However, each linear unit still has its own motor and its own drive control. These known arrangements are complex in terms of construction and control technology and are therefore very expensive.

Um diese Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Roboter-Antriebsvorrichtung nach dem kartesischen Prinzip für mehrachsige, räumlich angeordnete Transportsysteme, insbesondere NC-Linearachsen zu schaffen, bei der modular aufgebaute Robotersysteme jeweils nur einem Antriebsmotor und eine Antriebssteuerung benötigen.In order to overcome these disadvantages of the prior art, the present invention has the object of creating a robot drive device according to the Cartesian principle for multi-axis, spatially arranged transport systems, in particular NC linear axes, in which modularly constructed robot systems each require only one drive motor and one drive control.

Die Erfindung betrifft Robotersysteme nach dem kartesichen Prinzip, wobei die bekannten, zahnriemengetriebenen Linearachsen eingesetzt werden und die erfindungsgemäße Roboter-Antriebsvorrichtung an die bekannten Linearachsen adaptiert werden können, so daß die Bewegung durch nur einen Antriebsmotor intermittierend möglich ist.The invention relates to robot systems based on the Cartesian principle, whereby the known, toothed belt-driven linear axes are used and the robot drive device according to the invention can be adapted to the known linear axes, so that the movement is possible intermittently by only one drive motor.

Ferner sollen neben der Punkt- und Streckensteuerung auch Diagonalfahrten des Arbeitspunktes als "Quasi-Bahnsteuerung" simuliert werden können. Dies geht aus den Zeichnungen im Zusammenhang mit den Tabellen 1 und 2 hervor.Furthermore, in addition to point and line control, diagonal travel of the operating point should also be able to be simulated as "quasi-path control". This is evident from the drawings in conjunction with Tables 1 and 2.

Diese Aufgabe wird durch eine Roboter-Antriebsvorrichtung nach dem kartesischen Prinzip gelöst entsprechend der Beschreibung, den Zeichnungen und den Schutzansprüchen.This task is solved by a robot drive device based on the Cartesian principle in accordance with the description, the drawings and the claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert, wobei eine Ausführung gezeigt wird, bei der zwei Linearachsen eines kartesischen Systems in der X-Y-Ebene von nur einem Antriebsmotor bewegt werden.The invention is explained below with reference to drawings, showing an embodiment in which two linear axes of a Cartesian system in the X-Y plane are moved by only one drive motor.

Es zeigt:It shows:

Fig. la: eine Darstellung eines kartesischen Robotersystems in der X-Y-Ebene für orthogonale Fahrtrichtungen; sowie die dazugehörende Schaltmatrix nach Tab. 1,Fig. la: a representation of a Cartesian robot system in the X-Y plane for orthogonal directions of travel; as well as the corresponding switching matrix according to Tab. 1,

Fig.Ib: einen Schnitt I-I gemäß Fig. la,Fig.Ib: a section I-I according to Fig. la,

Fig. 2: eine perspektivische Darstellung in teilweise aufgeschnittenem Zustand einer zahnriemengetriebenen Linear-Einzelachse nach dem Stande der Technik mit angeflanschtem Bremselement,Fig. 2: a perspective view in partially cut-open condition of a toothed belt-driven linear single axis according to the state of the art with flanged brake element,

Fig. 3 : eine Darstellung eines kartesischen Robotersystems in der X-Y-Ebene für orthogonale und diagonale Fahrtrichtungen; sowie die dazugehörende Schaltmatrix nach Tab. 2 undFig. 3 : a representation of a Cartesian robot system in the X-Y plane for orthogonal and diagonal directions of travel; as well as the corresponding switching matrix according to Tab. 2 and

Fig. 4 : einen Teilschnitt II-II gemäß Fig. 3 in vergößerter Darstellung.Fig. 4: a partial section II-II according to Fig. 3 in an enlarged view.

Erfindungsgemäß wird die kartesische Roboter-Antriebsvorrichtung von nur einem Antriebsmotor mit seinen Drehrichtungen gemäß dem Doppelpfeil 1.1 angetrieben, der die Bewegungssignale und Fahrbefehle von nur einer Antriebssteuerung bezieht. Bei der kartesischen Anwendung, die nach wie vor aus bekannten Lineareinheiten aufgebaut werden kann, sind die Einzelachsen so ausgebildet, daß ein Antriebsriemen innerhalb der Einzelachsen bewegt werden kann. Dies setzt in den Schlitten geeignete Zahnriemenumlenkscheiben und Funktionselemente voraus, die als Kupplung oder Bremse ausgeführt, die Mitnahme oder Blockierung der Schlitten bewirken, wie in den Zeichnungen dargestellt. Die Antriebssteuerung arbeitet dabei intermittierend, da entsprechend den gesendeten Fahrbefehlen die einzelnen Fahrstrecken (X und Y) nacheinander zurückgelegt werden.According to the invention, the Cartesian robot drive device is driven by only one drive motor with its directions of rotation according to the double arrow 1.1, which receives the movement signals and travel commands from only one drive control. In the Cartesian application, which can still be constructed from known linear units, the individual axes are designed in such a way that a drive belt can be moved within the individual axes. This requires suitable toothed belt pulleys and functional elements in the slides, which are designed as clutches or brakes and cause the slides to be driven or blocked, as shown in the drawings. The drive control works intermittently, since the individual travel distances (X and Y) are covered one after the other in accordance with the travel commands sent.

Bei einer Fahrt des Arbeitspunktes 4.4 entlang der X-Achse werden entsprechend einer erstellten Schaltmatrix die Koppelelemente Kx bzw. Kv und die Bemselemente Bx bzw. Bv über die Ein/-Ausgangssignale der Steuerung so angesteuert, daß vom doppelseitigen Zahnriemen 5.2 nur der erste Schlitten 3 in X-Richtung bewegt werden kann, und der zweite Schlitten 4, der den Arbeitspunkt 4.4, z.B. in Form eines Greifers aufweist, abgebremst wird. Analog dazu werden für die Bewegung des zweiten Schlittens in Y-Richtung die Koppelelemente K und die Bremselemente B anders geschaltet, so daß jetzt die dem Antriebsmotor mitgeteilte Wegstrecke zur Veränderung der Y-Position des Arbeitspunktes dient. Auf diese Weise beschreibt der Arbeitspunkt 4.4 eine orthogonale treppenförmige Linie, \»obei die Treppenform natürlich vom Roboterprogramm vorgewählt werden kann.When the operating point 4.4 moves along the X-axis, the coupling elements K x or Kv and the braking elements B x or Bv are controlled via the input/output signals of the control system in accordance with a created switching matrix so that only the first carriage 3 can be moved in the X direction by the double-sided toothed belt 5.2, and the second carriage 4, which has the operating point 4.4, e.g. in the form of a gripper, is braked. Analogously, for the movement of the second carriage in the Y direction, the coupling elements K and the braking elements B are switched differently so that the distance communicated to the drive motor is now used to change the Y position of the operating point. In this way, the operating point 4.4 describes an orthogonal step-shaped line, although the step shape can of course be preselected by the robot program.

Für Diagonalfahrten des Arbeitspunktes 4.4 wird der kartesische Aufbau erfindungsgemäß durch einem zweiten Zahnriemen 5.3 ergänzt, der parallel zur ersten Lineareinheit 1 liegt und wie der erste doppelseitige Zahnriemen 5.2 ständig mitbewegt wird. Durch weitere Koppelelemente ist damit auch die synchrone Mitnahme des ersten Schlitten 3 und des zweiten Schlittens 4 in verschiedene Richtungen zur Erzielung einer polygonförmigen Quasi-Bahnsteuerung möglich.For diagonal travel of the working point 4.4, the Cartesian structure is supplemented according to the invention by a second toothed belt 5.3, which is parallel to the first linear unit 1 and is constantly moved like the first double-sided toothed belt 5.2. By means of additional coupling elements, the synchronous movement of the first carriage 3 and the second carriage 4 in different directions is also possible in order to achieve a polygonal quasi-path control.

In Fig. la ist ein System gezeigt, das aus der horizontal verlaufenden ersten Lineareinheit 1 für die X-Bewegung des ersten Schlittens 3 und aus einer senkrecht am ersten Schlitten 3 befestigten zweiten Lineareinheit 2 für die Y-Bewegung des zweiten Schlittens 4 und damit des Arbeitspunktes 4.4 besteht. Der Antriebsmotor dreht eine erste Zahnriemenscheibe 1.2 an. Ein doppelseitiger Zahnriemen 5.2, der in der ersten Lineareinheit und in der zweiten Lineareinheit 2 verlegt ist, treibt die weiteren Zahnriemenscheiben an, nämlich die zweite Zahnriemenscheibe 1.3, die fünfte Zahnriemenscheibe 2.2 und die sechste Zahnriemenscheibe 4.3 und wird umgelenkt mittels der ersten Zahnriemenumlenkscheibe 3.1 , der zweiten Zahnriemenumlenkschebe 3.2, der dritten Zahnriemenumlenkscheibe 4.1 und der vierten Zahnriemenumlenkscheibe 4.2. Der Arbeitspunkt 4.4 bewegt sich in der X-Y-Ebene innerhalb seiner ArbeitsflächeIn Fig. la a system is shown that consists of the horizontally running first linear unit 1 for the X-movement of the first slide 3 and a second linear unit 2 attached vertically to the first slide 3 for the Y-movement of the second slide 4 and thus the working point 4.4. The drive motor turns a first toothed belt pulley 1.2. A double-sided toothed belt 5.2, which is laid in the first linear unit and in the second linear unit 2, drives the other toothed belt pulleys, namely the second toothed belt pulley 1.3, the fifth toothed belt pulley 2.2 and the sixth toothed belt pulley 4.3 and is deflected by means of the first toothed belt deflection pulley 3.1, the second toothed belt deflection pulley 3.2, the third toothed belt deflection pulley 4.1 and the fourth toothed belt deflection pulley 4.2. The working point 4.4 moves in the X-Y plane within its working area.

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4.5 nur dann, wenn der erste Schlitten 3 oder der zweite Schlitten 4 über bestimmte Funktionselemente, nämlich K (Kupplung) und B (Bremse) entsprechend den Zeichnungen und den Tabellen 1 und 2 an den doppelseitigen Zahnriemen 5.2 gekoppelt bzw. an dem ersten Führungsprofil 1.4 oder an dem zweiten Führungsprofil 2.4 arretiert wird.4.5 only if the first carriage 3 or the second carriage 4 is coupled to the double-sided toothed belt 5.2 or locked to the first guide profile 1.4 or to the second guide profile 2.4 via certain functional elements, namely K (clutch) and B (brake) in accordance with the drawings and Tables 1 and 2.

Bei den Funktionselementen (K oder B) handelt es sich gemäß Fig. Ib und Fig. 2 um handelsübliche, einfach wirkende, pneumatische Kurzhubzylinder 6, die von einem Magnetventil angesteuert werden, bei denen ein Kolben 6.1 in einem Gehäuse 6.2 bei Druckluftbeaufschlagung über die Druckluftbohrung 6.3 gegen eine Druckfeder 6.4 gedrückt wird. Zur Verstärkung der Koppel/-Bremswirkung kann die Kolbenstange des Kolbens 6.1 mit einem BelagThe functional elements (K or B) are, according to Fig. 1b and Fig. 2, commercially available, single-acting, pneumatic short-stroke cylinders 6, which are controlled by a solenoid valve, in which a piston 6.1 in a housing 6.2 is pressed against a compression spring 6.4 when compressed air is applied via the compressed air bore 6.3. To reinforce the coupling/braking effect, the piston rod of the piston 6.1 can be coated with a lining.

6.5 versehen werden.6.5.

Die Beläge 6.5 aller Brems- und Koppeleinheiten können je nach Anwendung für Reib- oder Formschluß ausgelegt werden. Während man einen reibschlüssigen Belag durch Aufvulkanisieren von profiliiertem Hartgummi herstellt, erreicht man einen Formschluß bei den Zahnriemenumlenkscheiben durch entsprechende radiale Mikroverzahnung an der dritten Wirkfläche 3.1.1 der ersten Zahnriemenumlenkscheibe 3.1 und an der vierten Wirkfläche 4.1.1 der dritten Zahnriemenumlenkscheibe 4.1. Bei den linearen Bremsflächen können die erste Wirkfläche 1.4.1 des ersten Führungsprofils 1.4 und die zweite Wirkfläche 2.4.1 des zweiten Führungsprofils 2.4 mit entsprechender linearer Mikroverzahnung ausgestattet werden, auf denen die Gegenprofile des Belages 6.5 arretiert werden können. Der Belag 6.5 kann als Reibbelag oder mit Mikroverzahnung ausgeführt werden. Die Auswahl der verschiedenen Wirkflächenpaarungen verursachen dann beim Arretieren entweder einen positionsgenauen Formschluß oder einen für niedrigere Belange zweckmäßigeren Reibschluß.
In drucklosem Zustand wirkt die Federkraft und übt die mit Pfeil
The linings 6.5 of all brake and coupling units can be designed for friction or positive locking depending on the application. While a friction lining is produced by vulcanizing profiled hard rubber, a positive locking is achieved in the case of the toothed belt deflection pulleys by means of corresponding radial micro-toothing on the third effective surface 3.1.1 of the first toothed belt deflection pulley 3.1 and on the fourth effective surface 4.1.1 of the third toothed belt deflection pulley 4.1. For the linear braking surfaces, the first effective surface 1.4.1 of the first guide profile 1.4 and the second effective surface 2.4.1 of the second guide profile 2.4 can be equipped with corresponding linear micro-toothing on which the counter profiles of the lining 6.5 can be locked. The lining 6.5 can be designed as a friction lining or with micro-toothing. The selection of the different active surface pairings then causes either a positionally precise positive locking or a frictional locking which is more suitable for lower requirements.
In the depressurized state, the spring force acts and exerts the arrow

6.6 eingezeichnete Federkraft zum Koppeln (K) oder Bremsen (B) auf die entsprechend zugeordnete Wirkfläche aus.6.6 applies the spring force for coupling (K) or braking (B) to the correspondingly assigned effective area.

Der erste Schlitten 3 und der zweite Schlitten 4 besitzen je zwei solcher Funktionselemente, je ein Koppelelement K und je ein Bremselement B. Bezogen auf die beiden Achsen X und Y erhält man entsprechend die Funktioneslemente Kx, Kv, Bx, Bv.The first carriage 3 and the second carriage 4 each have two such functional elements, one coupling element K and one braking element B. In relation to the two axes X and Y, the functional elements K x , K v , B x , B v are obtained accordingly.

Während mit den Bremselementen B (Bx und Bv) der erste Schlitten und der zweite Schlitten 4 wahlweise an die erste Wirkfläche 1.4.1 des Führungsprofils 1.4 bzw. an die zweite Wirkfläche 2.4.1 des zweiten Führungsprofils 2.4 arretiert werden, lassen sich mit den Koppelelementen K (Kx und KY) die erste Zahnriemenumlenkscheibe 3.1 bzw. die dritte Zahnriemenumlenkscheibe 4.1 koppeln; d.h. gegenüber dem ersten Schlitten 3 bzw. gegenüber dem zweiten Schlitten 4 blockieren.While the first carriage and the second carriage 4 are selectively locked to the first effective surface 1.4.1 of the guide profile 1.4 or to the second effective surface 2.4.1 of the second guide profile 2.4 with the braking elements B (B x and B v ), the first toothed belt deflection pulley 3.1 or the third toothed belt deflection pulley 4.1 can be coupled with the coupling elements K (K x and K Y ); ie they can be blocked relative to the first carriage 3 or relative to the second carriage 4.

Dies hat die Wirkung, daß sich der doppelseitige Zahnriemen 5.2 durch die blockierte erste Zahnriemenumlenkscheibe 3.1 bzw. durch die blockierte dritte Zahnriemenumlenkscheibe 4.1 an dieser Stelle nicht mehr bewegen kann (dritte Wirkflächen 3.1.1 mit Belag 6.5 bzw. vierte Wirkfläche 4.1.1 mit Belag 6.5), und der entsprechende Schlitten 3 bzw. 4 vom doppeltseitigen Zahnriemen 5.2 mitgenommen wird.This has the effect that the double-sided toothed belt 5.2 can no longer move at this point due to the blocked first toothed belt pulley 3.1 or the blocked third toothed belt pulley 4.1 (third effective surface 3.1.1 with lining 6.5 or fourth effective surface 4.1.1 with lining 6.5), and the corresponding slide 3 or 4 is carried along by the double-sided toothed belt 5.2.

Je nach Schaltzustand (1 = gekoppelt/gebremst, 0 = nicht gekoppelt/nicht gebremst) der Kurzhubzylinder 6 (Funktionselemente K oder B) ergeben sich nach Tab. 1 auf Fig. 1 bezogen, verschiedene Bewegungsmöglichkeiten des Arbeitspunktes 4.4. Von den insgesamt 2.'* = 16 Kombinationsmöglichkeiten kommen für den widerspruchsfreien Betrieb des Robotersystems nur wenige ausgewählte infrage.Depending on the switching state (1 = coupled/braked, 0 = not coupled/not braked) of the short-stroke cylinder 6 (functional elements K or B), various movement options of the operating point 4.4 result according to Table 1 in relation to Fig. 1. Of the total of 2.'* = 16 possible combinations, only a few selected ones are suitable for the consistent operation of the robot system.

In den Tabellen 1 und 2 der Zeichnungen 1 und 3 bedeuten jeweils in der Vertikalen:In Tables 1 and 2 of Drawings 1 and 3, the vertical dimensions are as follows:

Nr.No.

K:K:

KiKi

8 : Schaltkombinations-Nummer ,— K: Koppelelement
B: Bremselement
Indizes: X : X-Richtung Y : Y-Richtung
8 : Switch combination number ,—K: Coupling element
B: Brake element
Indices: X : X-direction Y : Y-direction

1 : X-Richtung vorwärts1 : X-direction forward

2 : X-Richtung rückwärts2 : X-direction backwards

und die Ziffern "0" bzw Mland the numbers "0" or M l

HinThere

0 : Kupplung ist nicht gesetzt (nicht gekoppelt)0 : Clutch is not set (not coupled)

oderor

Bremse ist nicht gesetzt (nicht arretiert)Brake is not set (not locked)

1 : Kupplung ist gesetzt (gekoppelt)1 : Clutch is set (coupled)

oderor

Bremse ist gesetzt (arretiert)Brake is set (locked)

Im Falle einer Fahrt entlang der X-Achse für konstantes Y muß (Nr. 1 der Tab. 1) zur Mitnahme des ersten Schlittens 3 die erste Zahnriemenumlenkscheibe 3.1 mit Hilfe des Koppelelementes Kx gekoppelt und die Bremse Bx des ersten Schlittens 3 gelöst werden. Der zweite Schlitten 4 muß zur Positionierung des Arbeitspunktes 4.4 bezüglich Y über die Bremse Bv am zweiten Führungsprofil 2.4 der zweiten Lineareinheit 2 blockiert werden. Da sich wegen der Kopplung der ersten Zahnriemenumlenkscheibe 3.1 der doppelseitige Zahnriemen 5.2 im Bereich der dritten Zahnriemenumlenkscheibe 4.1, der sechsten Zahnriemenscheibe 4.3, der vierten Zahnriemenumlenkscheibe 4.2, der fünften Zahnriemenscheibe 2.2 und der zweiten Zahnriemenumlenkscheibe 3.2 nicht bewegt, braucht die Koppeleinheit Kv nicht in Eingriff gebracht zu werden. Für die Bewegung des Arbeitspunktes 4.4 entlang der Y-Achse bei konstantem X gilt nach Tab. 1 der Schaltzustand Nr. 2; d.h. Koppeleinheit Kx gelöst, Bremse Bx gesetzt, Koppeleinheit Kv zur Mitnahme des zweiten Schlittens 4 arretiert dritte Zahnriemenumlenkscheibe 4. 1, Bremse Bv gelöst.In the case of travel along the X axis for constant Y, in order to drive the first carriage 3 (No. 1 in Table 1), the first toothed belt deflection pulley 3.1 must be coupled using the coupling element K x and the brake B x of the first carriage 3 must be released. The second carriage 4 must be blocked on the second guide profile 2.4 of the second linear unit 2 via the brake B v in order to position the working point 4.4 with respect to Y. Since the double-sided toothed belt 5.2 does not move in the area of the third toothed belt deflection pulley 4.1, the sixth toothed belt pulley 4.3, the fourth toothed belt deflection pulley 4.2, the fifth toothed belt pulley 2.2 and the second toothed belt deflection pulley 3.2 due to the coupling of the first toothed belt deflection pulley 3.1, the coupling unit K v does not need to be engaged. For the movement of the operating point 4.4 along the Y-axis at constant X, switching state no. 2 applies according to Table 1; ie coupling unit K x released, brake B x set, coupling unit K v locked to drive the second carriage 4, third toothed belt deflection pulley 4. 1, brake B v released.

Soll der Arbeitspunkt 4.4 in seiner X-Y-Arbeitsfläche 4.5 zwischen zwei Punkten (Xi,Yi) und (X2,Y£) von nur einem Antriebsmotor bewegt werden, kann dies treppenförmig über ein Steuerprogramm, z.B. einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) geschehen, wobei die Geometrie der Treppenstufen beliebig gewählt werden kann.If the working point 4.4 in its XY working area 4.5 is to be moved between two points (Xi,Yi) and (X 2 ,Y £ ) by only one drive motor, this can be done in a step-like manner via a control program, e.g. a programmable logic controller (PLC), whereby the geometry of the steps can be selected as desired.

Kommt es - wie für Punktsteuerungen üblich - nur auf die Endposition an, wird man den Antriebsmotor "mit einer Treppe" wie folgt ansteuern:If - as is usual for point controls - only the end position is important, the drive motor is controlled "with a staircase" as follows:

alte Koordinaten (Start): X1, Y1 old coordinates (start): X 1 , Y 1

neue Koordinate (Ziel) : X,=.· = DX + X1 für Y1 = konst.new coordinate (target) : X,=.· = DX + X 1 for Y 1 = const.

Ya> = DY * Y1 für X£: = konst.Ya> = DY * Y 1 for X £: = const.

mit den relativen Fahrstrecken: DX = X1^ - X1 with the relative travel distances: DX = X 1 ^ - X 1

DY = Ys - Y1.DY = Ys - Y 1 .

Vor dem nächsten Fahrbefehl werden die erreichten Zielkoordinaten (Xe, Ye.) zum Startwert (X1, Y1) erklärt, die relativen Fahrstrecken (DX, DY) neu berechnet und die neuen absoluten Koordinaten X2 und Y1^- angefahren.Before the next travel command, the reached target coordinates (Xe, Ye.) are declared as the starting value (X 1 , Y 1 ), the relative travel distances (DX, DY) are recalculated and the new absolute coordinates X 2 and Y 1 ^- are approached.

Die Berechnung bzw. Gestaltung des Fahrkkurses (auch entlang kleiner Einzeltreppen) übernehmen Steuerprogramme, die eine individuelle Anpassung an die jeweilige Anwendung erlauben. Die Ansteuerung der Funktionselemente K und B wird programmintern durch Setzen von SPS-Ausgängen erreicht, mit der Wirkung, daß die verschiedenen Magnetventile für die hier benötigten vier pneumatischen Kurzhubzylinder 6 nach der Schaltmatrix der Tab. 1 angezogen werden.The calculation and design of the travel course (also along small individual steps) is carried out by control programs that allow individual adaptation to the respective application. The control of the functional elements K and B is achieved internally in the program by setting PLC outputs, with the effect that the various solenoid valves for the four pneumatic short-stroke cylinders 6 required here are attracted according to the switching matrix in Table 1.

Im Falle der beschriebenen Punktsteuerung ist der kinematische Bewegungsablauf des ersten Schlittens 3 und des zweiten Schlittens 4 intermittierend, da es ja nur einen Antriebsmotor gibt, der erst mit der Befehlsfolge für X unter Berücksichtigung des Schaltzustandes Nr.1 nach Tab. 1 und danach mit der entsprechenden Befehlsfolge für Y nach Nr. 2 der Tab. 1 angesteuert wird. Beim Wechsel des Schaltzustandes müssen programmintern die alten Positionsregister für X und Y abgespeichert werden, da diese zur Errechnung einer neuen Position kurz darauf wieder abrufbar sein müssen.In the case of the point control described, the kinematic movement sequence of the first carriage 3 and the second carriage 4 is intermittent, since there is only one drive motor, which is first controlled with the command sequence for X taking into account the switching state no. 1 according to Table 1 and then with the corresponding command sequence for Y according to no. 2 of Table 1. When the switching state changes, the old position registers for X and Y must be saved within the program, since they must be able to be called up again shortly afterwards in order to calculate a new position.

Der in Fig. la und Fig. Ib gezeigte Aufbau eines kartesischen zweiachsigen Robotersystems basiert auf Lineareinheiten nach Fig. 2, die der geänderten Riemenführung wegen modifiziert werden müssen.The structure of a Cartesian two-axis robot system shown in Fig. 1a and Fig. 1b is based on linear units according to Fig. 2, which have to be modified due to the changed belt guide.

In nicht modifizierter, beispielhafter Form besteht gemäß Fig. 2 jede erste Lineareinheit 1 aus einem Antriebsmotor, der die erste Zahnriemenscheibe 1.2 dreht. Diese treibt einen ersten Zahnriemen 5.1, welcher mittels Klemmschraube 1.5 und Klemmstück 1.6 an einem Support 1.7 befestigt ist. Die für den Riemenrücklauf benötigte zweite Zahnriemenscheibe 1.3 ist wie die erste Zahnriemenscheibe 1.2 im ersten Führungsprofil 1.4 gelagert, auf dem auch der Support 1.7 linear hin- und herbewegt werden kann. In Fig. 2 umschließt der Support 1.7 U-förmig das erste Führungsprofil 1.4; auf die Darstellung einer für diese Anwendung üblichen Wälzlagerung zwischen dem Support 1.7 und dem ersten Führungsprofil 1.4 nach dem Stande der Technik ist verzichtet worden.In an unmodified, exemplary form, according to Fig. 2, each first linear unit 1 consists of a drive motor that rotates the first toothed belt pulley 1.2. This drives a first toothed belt 5.1, which is attached to a support 1.7 by means of a clamping screw 1.5 and a clamping piece 1.6. The second toothed belt pulley 1.3 required for the belt return is, like the first toothed belt pulley 1.2, mounted in the first guide profile 1.4, on which the support 1.7 can also be moved linearly back and forth. In Fig. 2, the support 1.7 encloses the first guide profile 1.4 in a U-shape; the representation of a roller bearing between the support 1.7 and the first guide profile 1.4, which is usual for this application, has been omitted.

Fig. 2 zeigt zur besseren Verdeutlichung ein angeflanschtes Bremselement Bx auf der Grundlage eines handelsüblichen pneumatischen Kurzhubzylinders 6 mit Kolben 6.1, Gehäuse 6.2, Druckluftbohrung 6.3, Druckfeder 6.4 und Reibbelag 6.5. Wird die Bremse Bx gesetzt, tritt - wie oben beschrieben - Reib- oder Formschluß mit der ersten Wirkfläche 1.4.1 des ersten Führungsprofils 1.4 auf.For better clarity, Fig. 2 shows a flanged brake element B x based on a commercially available pneumatic short-stroke cylinder 6 with piston 6.1, housing 6.2, compressed air bore 6.3, compression spring 6.4 and friction lining 6.5. If the brake B x is set, frictional or positive locking with the first active surface 1.4.1 of the first guide profile 1.4 occurs - as described above.

Im Rahmen der Erfindung wird nun der Support 1.7 konstruktiv zum ersten Schlitten 3 oder zum zweiten Schlitten 4 abgeändert, indem gemäß Fig. 1 (bzw. Fig. 4) eine obere Schlittenführung 3.3 und eine untere Schlittenführung 3.4 an einer Verbindungsplatte 3. 5 befestigt ist, an der beim eindimensionalen Fall Werkstückträgeraufbauten, Greifer oder eine zweite Lineareinheit nach Fig. la bzw. Fig. Ib montiert werden können.Within the scope of the invention, the support 1.7 is now structurally modified to form the first slide 3 or the second slide 4 in that, according to Fig. 1 (or Fig. 4), an upper slide guide 3.3 and a lower slide guide 3.4 are attached to a connecting plate 3.5, to which, in the one-dimensional case, workpiece carrier structures, grippers or a second linear unit according to Fig. la or Fig. 1b can be mounted.

In Kombination mit einer zweiten Lineareinheit 2 wird ferner der erste Schlitten 3 der ersten Lineareinheit 1 gemäß Fig. la und Fig. Ib so modifiziert, daß eine erste Zahnriemenumlenkscheibe 3. und eine zweite Zahnriemenumlenkscheibe 3.2 gelagert werden, über die die geänderte Führung des doppelseitigen Zahnriemens 5.2 vorgenommen wird. Ferner werden am ersten Schlitten 3 adaptiert: die senkrecht zur ersten stehende, zweite Lineareinheit 2 und die Funktionselemente zum Koppeln Kx und Bremsen Bx. Der Aufbau der zweiten Lineareinheit 2 entspricht dem der ersten Lineareinheit Der zweite Schlitten 4 dieser zweiten Lineareinheit 2 beinhaltet neben der dritten Zahnriemenumienkscheiben 4.1 und der vierten Zahnriemenumlenkscheibe 4. 2 eine weitere sechste Zahnriemenscheibe 4.3 zum Antrieb weiterer Achsen (z.B. Z-Achse).In combination with a second linear unit 2, the first carriage 3 of the first linear unit 1 is further modified according to Fig. 1a and Fig. 1b so that a first toothed belt deflection pulley 3. and a second toothed belt deflection pulley 3.2 are mounted, via which the modified guidance of the double-sided toothed belt 5.2 is carried out. Furthermore, the first carriage 3 is adapted: the second linear unit 2, which is perpendicular to the first, and the functional elements for coupling K x and braking B x . The structure of the second linear unit 2 corresponds to that of the first linear unit. The second carriage 4 of this second linear unit 2 contains, in addition to the third toothed belt deflection pulley 4.1 and the fourth toothed belt deflection pulley 4.2, a further sixth toothed belt pulley 4.3 for driving further axes (e.g. Z axis).

Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Tab. 1 und Fig. la und Fig. Ib müssen zur Realisierung der Nr. 3 der erste Schlitten 3 und der zweite Schlitten 4 über ihre Bremsen Bx und BY arretiert werden. Der Antrieb 1. 1 treibt nun den doppelseitigen Zahnriemen 5.2 ungehindert durch, mit der Folge, daß sich auch die sechste Zahnriemenscheibe 4.3 dreht. Aus dieser Drehung lassen sich weitere Bewegungen zum Antrieb einer dritten Achse, sowie weiterer Riemen- oder Gewindespindeltriebe ableiten. Dieses sind jedoch dem Fachmann geläufige Maßnahmen und sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.In the illustrated embodiment according to Table 1 and Fig. la and Fig. 1b, in order to implement No. 3, the first carriage 3 and the second carriage 4 must be locked using their brakes B x and BY . The drive 1.1 now drives the double-sided toothed belt 5.2 unhindered, with the result that the sixth toothed belt pulley 4.3 also rotates. From this rotation, further movements can be derived to drive a third axis, as well as further belt or threaded spindle drives. However, these are measures familiar to the expert and are not shown in the drawings.

Wie die Schaltmatrix Tab. 1 und die vorherigen Erläuterungen zeigen, kann der Arbeitspunkt 4.4 nur orthogonal entlang der X- oder Y-Achse innerhalb seiner Arbeitsfläche 4.5 bewegt werden. Dies repräsentiert die klassische Streckensteuerung. Eine Diagonalfahrt des Arbeitspunktes 4.4 entlang X und Y gleichzeitig ist hierbei nicht möglich.As the switching matrix Table 1 and the previous explanations show, the operating point 4.4 can only be moved orthogonally along the X or Y axis within its working area 4.5. This represents the classic path control. Diagonal movement of the operating point 4.4 along X and Y at the same time is not possible.

Um dies zu erreichen, muß nach Fig. 3 und Fig. 4 ein weiterer Riementrieb an die erste Lineareinheit 1 ergänzt werden, der aus einer dritten Zahnriemenscheiben 1.8, einer vierten Zahnriemenscheibe 1.9 und einem zweiten Zahnriemen 5.3 besteht. Dieser zweite Riementrieb ist gemäß Fig. 4 (=Seitenansicht von Fig. 3) parallel zum Riementrieb gemäß Fig. 1 (bestehend aus erster Zahnriemenscheibe 1.2, zweiter Zahnriemenscheibe 1.3 und doppelseitigem Zahnriemen 5.2) angeordnet und über eine erste Paßfedern 1.10 und eine zweite Paßfeder 1.11 formschlüssig mit diesem verbunden.To achieve this, according to Fig. 3 and Fig. 4, a further belt drive must be added to the first linear unit 1, which consists of a third toothed belt pulley 1.8, a fourth toothed belt pulley 1.9 and a second toothed belt 5.3. This second belt drive is arranged parallel to the belt drive according to Fig. 1 (consisting of first toothed belt pulley 1.2, second toothed belt pulley 1.3 and double-sided toothed belt 5.2) according to Fig. 4 (= side view of Fig. 3) and is positively connected to it via a first key 1.10 and a second key 1.11.

Der Antriebsmotor treibt also auch den zweiten Zahnriemen 5.3, dessen oberes und unteres Trum entgegengesetzte Richtungen haben. Wird nun der erste Schlitten 3 an eines dieser Trums gekoppelt, wird er in die entsprechende Richtung mitgenommen. Die Mitnahme besorgen zwei weitere Funktionselement Ki und K^, die wie alle als Kurzhubzylinder 6 aufgebaut sind. Der Belag 6.5 der Kolbenstange des Kolbens 6.1 klemmt den zweiten Zahnriemen 5.3 und stellt so reibschlüssig die notwendige Kopplung mit dem ersten Schlitten (3) her. Der erste Schlitten 3 weist eine obere Schlittenführung 3. und eine untere Schlittenführung 3.4 auf, die an einer Verbindungsplatte 3.5 befestigt sind, an der das Gehäuse 6.2 eines Bremselementes Bx angeflanscht ist. In Fig. 4 dienen die Bremsschienen 3. 6 bei der modifizierten Verbindungsplatte 3.5 zum Ankoppeln an den zweiten Zahnriemens 5.3 durch die beiden Koppelelemente Ki und K&. Die Nr. 4 der Tab. 2 zeigt die Realisierung einer Diagonalfahrt von links unten nach rechts oben und zurück (mathematisch positiver Gradient), wenn die Koppelelemente Ki und Kv gesetzt sind. Demgegenüber ist mit Nr. die andere Diagonalenrichtung von links oben nach rechts unten und zurück (mathematisch negativer Gradient) eingestellt, wenn die Koppelelemente Kfc: und Kv gesetzt sind.The drive motor therefore also drives the second toothed belt 5.3, the upper and lower strands of which have opposite directions. If the first carriage 3 is now coupled to one of these strands, it is driven in the corresponding direction. The drive is provided by two further functional elements Ki and K^, which like all of them are constructed as short-stroke cylinders 6. The lining 6.5 of the piston rod of the piston 6.1 clamps the second toothed belt 5.3 and thus creates the necessary frictional coupling with the first carriage (3). The first carriage 3 has an upper carriage guide 3. and a lower carriage guide 3.4, which are fastened to a connecting plate 3.5, to which the housing 6.2 of a brake element B x is flanged. In Fig. 4, the brake rails 3. 6 in the modified connecting plate 3.5 are used to couple to the second toothed belt 5.3 by means of the two coupling elements Ki and K&. No. 4 in Table 2 shows the implementation of a diagonal movement from bottom left to top right and back (mathematically positive gradient) when the coupling elements Ki and K v are set. In contrast, No. sets the other diagonal direction from top left to bottom right and back (mathematically negative gradient) when the coupling elements K fc: and K v are set.

Durch die Erweiterung auf zwei Transportriemen, den doppelseitigen Zahnriemen 5.2 und den zweiten Zahnriemen 5.3, kann der doppelseitige Zahnriemen 5. 2 funktionsmäßig entlastet bzw. für eine zusätzliche Funktion Z benutzt werden. Die Nr. 6 bis 8 in Tab. 2 zeigen, wie während der Fahrt (X oder Y) zusätzliche Bewegungen der sechsten Zahnriemenscheibe 4.3, z.B. zum Antrieb einer Z-Spindel (nicht dargestellt) senkrecht zur Zeichnungsebene erzeugt werden können.By expanding to two transport belts, the double-sided toothed belt 5.2 and the second toothed belt 5.3, the double-sided toothed belt 5.2 can be functionally relieved or used for an additional function Z. Numbers 6 to 8 in Table 2 show how additional movements of the sixth toothed belt pulley 4.3 can be generated during travel (X or Y), e.g. to drive a Z spindle (not shown) perpendicular to the drawing plane.

Mit den 6 Funktionselementen (Kx, Bx, KY, Bv, K1, Ka) sind logischerweise 2& = 64 Schaltzustände einzustellen, von denen jedoch viele Kombinationen denkbar sind, aber für den Betrieb nicht infrage kommen. Die günstigsten Paarungen sind die bis Nr. gekennzeichneten.With the 6 functional elements (K x , B x , K Y , B v , K 1 , K a ) 2 & = 64 switching states can logically be set, of which many combinations are conceivable but not suitable for operation. The most favorable pairings are those marked up to No.

Der programmierte Bewegungsablauf ist wieder intermittierend. Die vorliegende quasi-dreidimensionale Bahnkurve des Arbeitskunktes 4.4 ist aus kleinen Streckenelementen polygonartig in der Arbeitsfläche 4.5 aufgebaut. Nach jedem Polygonstück erfolgt programmintern die Umschaltung auf einen neuen Schaltzustand gemäß Tab. 2.The programmed movement sequence is again intermittent. The quasi-three-dimensional trajectory of the working point 4.4 is constructed from small line elements in a polygonal manner in the working area 4.5. After each polygon section, the program switches to a new switching state according to Table 2.

Als besonderer Vorteil bei Einsatz der vorliegenden Erfindung ist die Reduzierung der Antriebssteuerung von mindestens zwei auf nur eine komplette NC-Steuerung samt Antriebsmotor zu nennen. Für dreiachsige Robotersysteme ergibt dies eine Halbierung der Systemkosten. Ein weiterer Vorteil führt wegen Verzichts auf mitfahrende Motormassen und Verwendung eines stationären Antriebsmotors zu erheblichen Energieeinsparungen und wesentlich leichteren Roboterbauweisen.A particular advantage of using the present invention is the reduction of the drive control from at least two to just one complete NC control including drive motor. For three-axis robot systems, this results in a halving of the system costs. A further advantage is that the elimination of moving motor masses and the use of a stationary drive motor leads to considerable energy savings and significantly lighter robot designs.

Insgesamt kann die Wirkungsweise der Erfindung anhand folgender Aufstellung klargemacht werden:Overall, the mode of operation of the invention can be made clear using the following list:

Bx bremst Verbindungsplatte 3.5 an erstem Führungsprofil 1.4, damit steht der erste Schlitten 3 fest an der ersten Lineareinheit 1;B x brakes connecting plate 3.5 on first guide profile 1.4, so that the first carriage 3 is fixed to the first linear unit 1;

Bv bremst zweiten Schlitten 4 an zweitem Führungsprofil 2.4, damit steht der zweite Schlitten 4 fest an der zweiten Lineareinheit 2;Bv brakes the second carriage 4 on the second guide profile 2.4, so that the second carriage 4 is fixed to the second linear unit 2;

Kx koppelt die erste Zahnriemenumlenkscheibe 3.1, damit bewegt sich der erste Schlitten 3 entlang des ersten Führungsprofils 1.4 infolge Mitnahme durch den doppeltseitigen Zahnriemen 5.2;Kx couples the first toothed belt pulley 3.1, so that the first carriage 3 moves along the first guide profile 1.4 as a result of being driven by the double-sided toothed belt 5.2;

&Kgr;&ggr; koppelt die dritte Zahnriemenumlenkscheibe 4.1, damit bewegt sich der zweite Schlitten 4 entlang des zweiten Führungsprofils 2.4 infolge Mitnahme durch den doppeltseitigen Zahnriemen 5.2;&Kgr;&ggr; couples the third toothed belt pulley 4.1, so that the second carriage 4 moves along the second guide profile 2.4 as a result of being driven by the double-sided toothed belt 5.2;

Ki koppelt obere Bremsschiene 3.6 der Verbindungsplatte, damit bewegt sich der ersten Schlitten 3 entlang des ersten Führungsprofils 1.4 infolge Mitnahme durch den zweiten Zahnriemen 5.3 in die eine X-Richtung;Ki couples the upper brake rail 3.6 of the connecting plate, so that the first carriage 3 moves along the first guide profile 1.4 as a result of being driven by the second toothed belt 5.3 in the X direction;

Ks; koppelt untere Bremsschiene 3. 6 der Verbindungsplatte, damit bewegt sich der ersten Schlitten 3 entlang des ersten Führungsprofils 1.4 infolge Mitnahme durch den zweiten Zahnriemen 5.3 in die gegenläufige X-Richtung.Ks; couples the lower brake rail 3. 6 of the connecting plate, so that the first carriage 3 moves along the first guide profile 1.4 as a result of being driven by the second toothed belt 5.3 in the opposite X direction.

Im Rahmen der Erfindung werden somit zwei Ausführungsbeispiele der Roboterantriebsvorrichtung vorgeschlagen. Bei beiden Ausführungen sind die erste Lineareinheit 1 für die X-Bewegung und die zweite Lineareinheit 2 für die Y-Bewegung senkrecht zueinander angeordnet, wobei die zweite Lineareinheit 2 am ersten Schlitten befestigt ist. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungen gemäß Fig.1 a und Fig. Ib einerseits und dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und Fig. 4 andererseits besteht lediglich darin, daß beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und Fig. 4 ein zusätzlicher zweiter Zahnriemen 5.3 angeordnet ist.Within the scope of the invention, two embodiments of the robot drive device are proposed. In both embodiments, the first linear unit 1 for the X-movement and the second linear unit 2 for the Y-movement are arranged perpendicular to one another, with the second linear unit 2 being attached to the first carriage. The difference between the two embodiments according to Fig. 1 a and Fig. 1b on the one hand and the embodiment according to Fig. 3 and Fig. 4 on the other hand is merely that in the embodiment according to Fig. 3 and Fig. 4 an additional second toothed belt 5.3 is arranged.

Fig. 2 zeigt lediglich die Funktionsweise einer NC-Lineareinheit mit Bremse, bei der ein erster Zahnriemen 5.1 mittels einer Klemmschraube 1.5 mit dem Support 1.7 verbunden ist und ein auf dem Support 1.7 montiertes Bremselements Bx den Support 1.7 selbst auf der ersten Wirkfläche 1.4.1 abDremsen kann.Fig. 2 merely shows the mode of operation of an NC linear unit with brake, in which a first toothed belt 5.1 is connected to the support 1.7 by means of a clamping screw 1.5 and a braking element B x mounted on the support 1.7 can brake the support 1.7 itself on the first effective surface 1.4.1.

\&agr; racy\&agr; racy

1 erste Lineareinheit für die X-Bevegung1 first linear unit for the X-movement

1.1 Pfeil für Drehrichtung des Antriebsmotor1.1 Arrow for direction of rotation of the drive motor

1.2 erste Zahnriemenscheibe1.2 first timing belt pulley

1.3 zweite Zahnriemenscheibe1.3 second timing belt pulley

1.4 erstes Führungsprofil1.4 First leadership profile

1.4.1 erste Wirkfläche für Reib/Formschluß1.4.1 First effective surface for friction/form locking

1.5 Klemmschraube1.5 Clamping screw

1.6 Klemmstück1.6 Clamping piece

1.7 Support1.7 Support

1.8 dritte Zahnriemenscheibe1.8 third timing belt pulley

1.9 vierte Zahnriemenscheibe1.9 fourth timing belt pulley

1.10 erste Paßfeder1.10 first key

1.11 zweite Paßfeder1.11 second key

2 zweite Lineareinheit für die Y-Bewegung 2 second linear unit for the Y-movement

2.2 fünfte Zahnriemenscheibe2.2 fifth timing belt pulley

2. 4 zweites Führungsprofil2. 4 second leadership profile

2.4.1 zweite Wirkfläche für Reib/Formschluß2.4.1 Second effective surface for friction/form locking

3 erster Schlitten3 first sledge

3.1 erste Zahnriemenumlenkscheibe3.1 first timing belt pulley

3.1.1 dritte Wirkfläche für Reib/Formschluß3.1.1 Third effective surface for friction/form locking

3.2 zweite Zahnriemenumlenkscheibe3.2 second timing belt pulley

3.3 obere Schlittenführung3.3 upper slide guide

3.4 untere Schlittenführung3.4 lower slide guide

3.5 Verbindungsplatte3.5 Connecting plate

3.6 Bremsschienen der modifizierten Verbindungsplatte3.6 Brake rails of the modified connecting plate

4 zweiter Schlitten4 second carriage

4.1 dritte Zahnriemenumlenkscheibe4.1 third timing belt pulley

4.1.1 vierte Wirkfläche für Reib/Formschluß4.1.1 fourth effective surface for friction/form locking

4.2 vierte Zahnriemenumlenkscheibe4.2 fourth timing belt pulley

4.3 sechste Zahnriemenscheibe4.3 sixth timing belt pulley

4.4 Arbeitspunkt4.4 Operating point

4.5 Arbeitsfläche des Arbeitspunkte4.5 Working area of the working points

5.1 erster Zahnriemen5.1 first timing belt

5.2 doppelseitiger Zahnriemen5.2 double-sided timing belt

5.3 zweiter Zahnriemen5.3 second timing belt

&bgr; Kurzhubzylinder&bgr; Short stroke cylinder

6.1 Kolben6.1 Piston

6.2 Gehäuse6.2 Housing

6.3 Druckluftbohrung6.3 Pneumatic drilling

6.4 Druckfeder6.4 Compression spring

5.5 Belag für Reib/Formschluß5.5 Coating for friction/form locking

6.6 Pfeil für Kraftwirkung6.6 Arrow for force effect

Koppel- und BrennelementeCoupling and fuel elements

Kw Koppelelement zur Mitnahme des ersten Schlittens Ky Koppelelement zur Mitnahme des zweiten Schlittens Ki Koppelelement zur Mitnahme des ersten SchlittensK w Coupling element for driving the first carriage Ky Coupling element for driving the second carriage Ki Coupling element for driving the first carriage

in positive X-Richtung Ks Koppelelement zur Mitnahme des ersten Schlittens in negative X-Richtungin positive X direction Ks coupling element for driving the first carriage in negative X direction

B,< Bremselement zur Arretierung des ersten Schlittens By Bremselement zur Arretierung des zweiten SchlittensB,< Brake element for locking the first carriage B y Brake element for locking the second carriage

Claims (2)

S cz It. JLi,Jt &zgr; ja. r> &egr;&xgr;» jg> rüg lr> eS cz It. JLi,Jt &zgr; Yes. r> &epsilon;&xgr;» jg> rüg lr> e 1. Roboter-Antriebsvorrichtung nach dem kartesischen Prinzip für mehrachsige, räumlich angeordnete Transportsysteme, insbesondere für NC-Linearachsen dadurch .gekennzeicjinet, daß sie folgende Merkmale aufweist:1. Robot drive device based on the Cartesian principle for multi-axis, spatially arranged transport systems, in particular for NC linear axes, characterized in that it has the following features: eine erste Lineareinheit (1), auf der ein erster Schlitten (3) längs verfahrbar geführt ist, an dem eine zweite Lineareinheit (2) befestigt ist, auf der ein zweiter Schlitten (4) längs verfahrbar ist, wobei die zweite Lineareinheit (2) senkrecht zur ersten Lineareinheit (1) ausgerichtet ist, einen Antriebsmotor, der an der ersten Lineareinheit (1) angebracht ist und gemäß Pfeil (1.1) die erste Zahnriemenscheibe (1.2) in beiden Richtungen antreibt, wobei die erste Zahnriemenscheibe (1.2) drehbar an einem Ende der ersten Lineareinheit (1) gelagert und deren Welle mit der des Antriebsmotors formschlüssig verbunden ist, einen doppelseitigen Zahnriemen (5.2), der um die erste Zahnriemenscheibe (1.2), um die am anderen Ende der ersten Lineareinheit (1) drehbar gelagerte zweite Zahnriemenscheibe (1.3), um die am ersten Schlitten (3) drehbar gelagerte zweite Zahnriemenumlenkscheibe (3.2), um die am Ende der zweiten Lineareinheit (2) drehbar gelagerte fünfte Zahnriemenscheibe (2.2), um die am zweiten Schlitten (4) drehbar gelagerte vierte Zahnriemenumlenkscheibe (4.2), um die ebenfalls am zweiten Schlitten (4) drehbar gelagerte sechste Zahnriemenscheibe (4.3), um die gleichfalls am zweiten Schlitten (4) drehbar gelagerte dritte Zahnriemenumlenkscheibe (4.1) und um die am ersten Schlitten (3) drehbar gelagerte erste Zahnriemenumlenkscheibe (3.1) geführt ist, wobei der Arbeitspunkt (4.4) auf dem zweiten Schlitten (4) im Mittelpunkt der sechsten Zahnriemenscheibe (4.3) angeordnet ist,a first linear unit (1) on which a first carriage (3) is guided so as to be longitudinally movable, to which a second linear unit (2) is fastened, on which a second carriage (4) is longitudinally movable, wherein the second linear unit (2) is aligned perpendicularly to the first linear unit (1), a drive motor which is attached to the first linear unit (1) and drives the first toothed belt pulley (1.2) in both directions according to arrow (1.1), wherein the first toothed belt pulley (1.2) is rotatably mounted at one end of the first linear unit (1) and its shaft is positively connected to that of the drive motor, a double-sided toothed belt (5.2) which is wound around the first toothed belt pulley (1.2), around the second toothed belt pulley (1.3) rotatably mounted on the other end of the first linear unit (1), around the second toothed belt deflection pulley (3.2) rotatably mounted on the first carriage (3), around the second linear unit (2) rotatably mounted fifth toothed belt pulley (2.2), around the fourth toothed belt deflection pulley (4.2) rotatably mounted on the second carriage (4), around the sixth toothed belt pulley (4.3) also rotatably mounted on the second carriage (4), around the third toothed belt deflection pulley (4.1) also rotatably mounted on the second carriage (4) and around the first toothed belt deflection pulley (3.1) rotatably mounted on the first carriage (3), wherein the working point (4.4) on the second carriage (4) is arranged in the center of the sixth toothed belt pulley (4.3), ein Koppelelement Kx im Bereich der ersten Zahnriemenumlenkscheibe (3.1), dessen Gehäuse (6.2) an der Verbindungsplatte (3.5) des ersten Schlittens (3) befestigt ist und das einen Kolben (6.1) mit einer Kolbenstange, eine Druckfeder (6.4) und eine Druckluftbohrung (6.3) aufweist, wobei das Ende der Kolbenstange mit einem Belag (6.5) versehen ist, der als reibschlüssiger Belag oder als oberflächige, radiale Mikroverzahnung ausgebildet ist, die mit der an der ersten Zahnriemenumlenkscheibe (3.1) angebrachten dritten Wirkfläche (3.1.1) zusammenarbeitet, die ebenfalls eine radiale Mikroverzahnung bzw. einen Reibbelag aufweist, ein Bremselement Bx, dessen Gehäuse (6.2) mittig an der Verbindungsplatte (3.5) des ersten Schlittens (3) befestigt ist und das einen Kolben (6.1) mit einer Kolbenstange, eine Druckfeder (6.4) und eine Druckluftbohrung (6.3) aufweist, wobei die Kolbenstange mit ihrem reib- bzw. formschlüssigen Belag (6.5) auf eine ebenfalls reib- bzw. formschlüssige erste Wirkfläche (1.4.1) einwirkt, die an der Außenseite des ersten Führungsprofil (1.4) angeordnet ist und das Zusammenarbeiten des Belages (6.5) mit der ersten Wirkfläche (1.4.1) eine abbremsende Wirkung gemäß Pfeil (6.6) des ersten Schlittens (3) an der ersten Lineareinheit (1) zeigt,a coupling element K x in the area of the first toothed belt deflection pulley (3.1), the housing (6.2) of which is fastened to the connecting plate (3.5) of the first carriage (3) and which has a piston (6.1) with a piston rod, a compression spring (6.4) and a compressed air bore (6.3), the end of the piston rod being provided with a lining (6.5) which is designed as a frictional lining or as a surface, radial micro-toothing which cooperates with the third active surface (3.1.1) attached to the first toothed belt deflection pulley (3.1), which also has a radial micro-toothing or a friction lining, a braking element B x , the housing (6.2) of which is fastened centrally to the connecting plate (3.5) of the first carriage (3) and which has a piston (6.1) with a piston rod, a compression spring (6.4) and a compressed air bore (6.3), the Piston rod with its frictional or positive-locking coating (6.5) acts on a likewise frictional or positive-locking first active surface (1.4.1) which is arranged on the outside of the first guide profile (1.4) and the cooperation of the coating (6.5) with the first active surface (1.4.1) shows a braking effect according to arrow (6.6) of the first slide (3) on the first linear unit (1), ein Koppelelement Kv, dessen Gehäuse (6.2) am zweiten Schlitten (4) im Bereich der dritten Zahnriemenumlenkscheibe (4.1) befestigt ist und das einen Kolben (6.1) mit einer Kolbenstange, eine Druckfeder (6.4) und eine Druckluftbohrung (6.3) aufweist, wobei das Ende der Kolbenstange mit einem Belag (6.5) versehen ist, der als reibschlüssiger Belag oder als oberflächige, radiale Mikroverzahnung ausgebildet ist, die reib- oder formschlüssig mit der dritten Zahnriemenumlenkscheibe (4.1) zusammenarbeitet, wobei beim Zusammenarbeiten die dritte Zahnriemenumlenkscheibe (4.1) eine gleichfalls geartete vierte Wirkfläche (4.1.1) mit radialer Mikroverzahnung bzw. einen Reibbelag aufweist,a coupling element K v , the housing (6.2) of which is fastened to the second carriage (4) in the region of the third toothed belt deflection pulley (4.1) and which has a piston (6.1) with a piston rod, a compression spring (6.4) and a compressed air bore (6.3), the end of the piston rod being provided with a lining (6.5) which is designed as a frictional lining or as a surface, radial micro-toothing which cooperates frictionally or positively with the third toothed belt deflection pulley (4.1), the third toothed belt deflection pulley (4.1) having a similarly designed fourth active surface (4.1.1) with radial micro-toothing or a friction lining when they cooperate, - 3- 3 ein Bremselement Bv, dessen Gehäuse (6.2) mittig am zweiten Schlittens (4) befestigt ist und das einen Kolben (6.1) mit einer Kolbenstange, eine Druckfeder (6.4) und eine Druckluftbohrung (6.3) aufweist, wobei die Kolbenstange mit ihrem reib- bzw. formschlüssigen Belag (6.5) auf eine ebenfalls reib- bzw. formschlüssige zweite Wirkfläche (2.4.1) einwirkt, die an der Außenseite des zweiten Führungsprofil (2.4) angeordnet ist und das Zusammenarbeiten des Belages (6.5) mit der zweiten Wirkfläche (2.4.1) eine abbremsende Wirkung des zweiten Schlittens (4) an der zweiten Lineareinheit (2) zeigt.a braking element B v , the housing (6.2) of which is fastened centrally to the second carriage (4) and which has a piston (6.1) with a piston rod, a compression spring (6.4) and a compressed air bore (6.3), wherein the piston rod with its frictional or positive-locking lining (6.5) acts on a likewise frictional or positive-locking second active surface (2.4.1) which is arranged on the outside of the second guide profile (2.4), and the cooperation of the lining (6.5) with the second active surface (2.4.1) shows a braking effect of the second carriage (4) on the second linear unit (2). 2. Roboter-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 nach einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich folgende Merkmale aufweist: einen parallel zum doppelseitigen Zahnriemen (5.2) angeordneten zweiten Zahnriemen (5.3) an der ersten Lineareinheit (1), der über die dritte Zahnriemenscheibe (1.8) und die vierte Zahnriemenscheibe (1.9) geführt ist, wobei die erste Zahnriemenscheibe (1.2) mittels der ersten Paßfeder (1.10) mit der dritten Zahnriemenscheibe (1.8) und die zweite Zahnriemenscheibe (1.3) mittels der zweiten Paßfeder (1.11) mit der vierten Zahnriemenscheibe (1.9) formschlüssig verbunden sind,2. Robot drive device according to claim 1 according to a further preferred embodiment, characterized in that it additionally has the following features: a second toothed belt (5.3) arranged parallel to the double-sided toothed belt (5.2) on the first linear unit (1), which is guided over the third toothed belt pulley (1.8) and the fourth toothed belt pulley (1.9), the first toothed belt pulley (1.2) being positively connected to the third toothed belt pulley (1.8) by means of the first key (1.10) and the second toothed belt pulley (1.3) being positively connected to the fourth toothed belt pulley (1.9) by means of the second key (1.11), ein Koppelelement Ki auf der modifizierten Verbindungsplatte (3.5) des ersten Schlittens (1), das den zweiten Zahnriemen (5.3) von oben auf die obere der beiden Bremsschienen (3.6) gemäß der Wirkung von Pfeil (6.6) klemmt und das wie die zuvor beschriebenen Koppelelemente Kx, Kv und die Bremselemente Bx, Bv aus einem Kolben (6.1), einem Gehäuse (6.2), einer Druckluftbohrung (6.3) und einer Druckfeder (6.4) besteht und ein Koppelelement Ks:, das wie das Koppelelement Kt auf der modifizierten Verbindungsplatte (3.5) des ersten Schlittens (1), jedoch spiegelbildlich zum Koppelelement K1 angeordnet ist und das untere Trum des zweiten Zahnriemens (5.3) gemäß der Wirkung von Pfeil (6.6) von unten auf die untere der beiden Bremsschienen (3.6) klemmt, wobei die Beläge (6.5) der beiden Koppelelemente Kx und K^ wegen dem Zusammenwirken mit dem Zahnriemen (5.3) reibschlüssig ausgeführt sind.a coupling element Ki on the modified connecting plate (3.5) of the first carriage (1), which clamps the second toothed belt (5.3) from above onto the upper of the two brake rails (3.6) in accordance with the effect of arrow (6.6) and which, like the previously described coupling elements K x , K v and the brake elements B x , Bv, consists of a piston (6.1), a housing (6.2), a compressed air bore (6.3) and a compression spring (6.4) and a coupling element Ks:, which, like the coupling element K t, is arranged on the modified connecting plate (3.5) of the first carriage (1), but in mirror image to the coupling element K 1 and clamps the lower run of the second toothed belt (5.3) from below onto the lower of the two brake rails (3.6) in accordance with the effect of arrow (6.6), wherein the linings (6.5) of the two coupling elements K x and K^ due to the interaction with the Toothed belts (5.3) are designed with frictional engagement.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444523C2 (en) * 1994-11-30 1996-12-19 Uwe Dipl Ing Reinecke Drive device for an industrial robot
WO1996037346A1 (en) * 1995-05-23 1996-11-28 Vittorio Guarini A transmission device with two or more axes and with stationary motors
DE19524569C2 (en) * 1995-07-06 1998-05-07 Bernhard Bilger Handling device for the service area
DE19608844B4 (en) * 1996-03-07 2004-04-29 KöRa Verpackungsmaschinen robot
DE102007055175A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-20 Joachim Quantz Handling device for automating period operating procedure in industry, has brake operating between carriage and one mounting rail, and another brake operating between another mounting rail and carriage
DE102011090054A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 Robert Bosch Gmbh Drive device for a handling device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3575301A (en) * 1968-01-02 1971-04-20 Ibm Manipulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113415578A (en) * 2021-07-13 2021-09-21 河南弗莱戈智能装备有限公司 Cross module structure control system of wet piece of cloth production facility

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