DE2915603C2 - Handhabungsgerät für senkrecht zur Abstützbasis und um eine dazu parallele Schwenkachse erfolgende Lasten-Umsetzmanöver mit dazu quergerichteter Justierbarkeit - Google Patents

Description

— einem Ausleger (11) (Transportarm),

— welcher zusammen mit einem am abtriebsseitigen Ende des Auslegers (11) in einem Greiferarmgelenk (12) angelenkten Greiferarm (13) mittels eines Ketten- bzw. Zahnriementriebes (14) um eine zur Abstützbasis (2) parallele Schwenkachse eines Schwenktriebes (8) unter Konstanthaltung eines vorgebbaren Zugriffwinkeis (B 2) verschwenkbar ist,

— wobei der Greiferarm (13) an seinem freien Ende einen Greifer (18) aufweist,

— welcher mittels eines Supports (7) unter seinem Schwenktrieb (8) parallel zur Abstützbasis (2) auf verschiedene Zugriffspositionen linear verschieblich ist,

— sowie mit den zur Bewegung und Steuerung mit und ohne Last erforderlichen Antriebs- und Kontrolleinrichtungen,

dadurch gekennzeichnet, daß am Ausleger (11) Mittel (12, 14, 15, 16) zum Auffangen und Mindern von am Greiferarm (13) sowohl in Schwenkebene als auch rechtwinklig zu ihr wirkenden Stoßkräften vorgesehen sind.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (12, 14, 15, 16) zum Auffangen von Stoßkräften auch zur Selbstrückstellung des Greiferarmes (13) in die vor aufgetretenen Stößen eingenommene Norrnallage eingerichtet sind (Selbstjustage).

3. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Greiferarm (13) eine fernbetätigbare Verlängerbarkeit (17) aufweist, deren Stellglied hydraulisch betreibbar ist.

4. Handhabungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Mittel (12, 14,15,16) zum Auffangen bzw. Mindern von Stoßkräften ein Pendellager (12) ist, um welches der Greiferarm (13) etwa parallel zur Schwenkachse drehbar bzw. begrenzt verschieblich ist.

5. Handhabungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pendellager (12) eine Rasteinrichtung (16) zugeordnet ist, die nach stoßbedingten Auslenkungen den Greiferarm (13) unabhängig vom Schwenktrieb (8) und vom jeweiligen Schwenkwinkel (B 1) in Auslenkposition festhält.

6. Handhabungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ketten- bzw. Zahnriementrieb (4) von Schwenktrieb (8) und Pendellager (12) mit einer nach Stoßbelastungen bzw. Überlastungen selbstrückstellenden Nachstelleinrichtung (15) ausgestattet ist.

7. Handhabungsgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendellager (12) auf der dem Stativ (3) nähergelegenen Seite des Auslegers (11) angeordnet ist.

8. Handhabungsgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (7) zwischen Stativ (3) und Schwenktrieb (8) angeordnet ist

9. Handhabungsgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansorüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (11) auf der dem Stativ (3) zugewandten Seite der Schwenkwinkelkontrolleinrichtung (10) gelagert und angetrieben ist

Die Erfindung richtet sich auf ein Handhabungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie geht aus von dem Entladegerät für Druckgußmaschinen nach der DE-AS 24 20 240, dessen Funktionsprinzip auch für andere Transportaufgaben in Frage kommt, wenn bei einer größeren Transportdistanz (z. B. über benachbarte Arbeitsgeräte hinweg) ebenfalls eine variable, etwa parallel zur Abstützebene seitenverschiebliche Aufnahmepositionsanpassung erforderlich ist Dies kann z. B. der Fall sein bei der Manipulation von viele lösbare Einzelteile enthaltenden Getriebegehäusen, Elektroaggregaten usw. sowie beim Beschicken von Pressen, Montagevorrichtungen etc.

Solche bekannten Handhabungsgeräte verfügen meistens sowohl über einen Support am Schwenkantrieb als auch über einen weiteren am schwenkenden Ende des Auslegers angebrachten Schlitten mit Schnellverstellung, um sich wechselnden Formtiefen und Ausstoßerhüben von Druckgußmaschinen mittels pneumatischer Schnellverstellung rasch anpassen zu können.

Wenn jedoch Werkstücke größerer Abmessungen und Gewichte, wie beispielsweise Preßteile bei der Entnahme aus Großpressen, in schneller Taktfolge zu entnehmen und in ausreichender Entfernung schonend abzulegen sind, erfüllt diese bekannte Bauweise noch nicht alle Anforderungen an Belastbarkeit und Verwendungsflexibilität. Insbesondere wird eine Anpassung an wechselnd große und schwere Teile durch dann ruckartig werdende Bewegungsabläufe beeinträchtigt. Ein korrekter, unfallfreier Fertigungsablauf wird gefährdet und behindert, wenn ein lediglich für Drehbewegungen um eine Achse ausgestalteter Anlenkpunkt des Greiferarmes bei Querbewegungen des Supports oder eines Schlittens am Greifer unter Belastungen gerät, welche zu hohen Biegemomenten und starken Pendelungsausschlägen führen können. Solchen Ansprüchen ist die bisher bekannte Ausführung nicht gewachsen. Der Greifer kann infolge der Stoßbelastungen infolge seiner Massenkräfte beim Ergreifen des Werkstückes an diesem zu hart anschlagen oder die Lagerung der Arme, z. B. am Anlenkpunkt des Greifers, kann verklemmen bzw. die Arme können sich verbiegen. Eine Abfederung der Massenkräfte war insbesondere in den Zwischenstellungen von Transportarm und Greiferarm nicht vorhanden, allenfalls gab es stoßgedämpfte Endlagenpunkte.

Weiter hat sich gezeigt, daß auch in der Hauptbewegungsrichtung die Massenkräfte bei Zwischenstellungen der Arme vor ihren evtl. Endanschlägen oft zu hohe Werte aufwiesen und nachteilige Einflüsse auf Lager und Antriebselemente ergaben.

Schließlich war auch der Zugriffsbereich bzw. die Verwendungsflexibilität selbst mit einem an sich verlängerbaren Greiferarm noch beeinträchtigt, wenn

dessen Stelltrieb zu schwer oder zu voluminös ausgeführt war. Auch konnte der Greifer ohne Variation des Schwenkradius bzw. des Stativs nicht ferngesteuert auf die genaue Zugriffsposition einjustiert werden. Der Greiferarm war allein durch die Antriebskoppelung geführt und wies keine Sicherung gegen Seitenstöße und auch keine Selbstarretierung der Normallage auf, wenn es zu Stoßen kam. Sicherheitsstoßdämpfer für Lager bzw. Antriebe waren allenfalls in den Endlagen vorhanden.

Die Aufgabe der Erfindung nach dem Anspruch 1 besteht daher darin, Handhabungsgeräte der Gattung dahingehend zu verbessern, daß sie ohne Einschränkung ihrer Verwendungsflexibilität auch bei Stoßen und Lastwechseln durch unterschiedlichste Werkstücks- und Zugriffsgeometrien bzw. Bewegungsgeschwindigkeiten etc. noch schonend und genau arbeiten.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Mittel am Ausieger zum Auffangen von am Greiferarm sowohl in Schwenkebene als auch rechtwinklig zu ihr wirkenden Stoßkräften erreicht Der kritischste Konstruktionspunkt, nämlich der Greiferarm und seine Anlenkung am Ausleger, sind nun derart auch gegen Querstöße flexibel ausgeführt, daß sowohl das Lager als auch der dieses tragende Transportarm und der Support keinen unzulässigen Belastungen mehr ausgesetzt sind. Damit wird eine höhere Belastung, schnellerer Betrieb oder eine weniger steife, also preiswertere Bauart des Handhabungsgerätes möglich. Die Bewegungsabläufe sind nun nahez-i pendelfrei und höchst präzise sowie voll taktsteuerbar bzw. rasch über Nachjustiermöglichkeiten geometrisch anpaßbar. Eine volle Ausnutzung der Freiheitsgrade ist nun ohne Rücksicht auf evtl. Stoßbelastungen möglich.

Dadurch daß nun elastische Verbindungsglieder für verschiedene Stoßrichtungen schon in den Gelenkverbindungen und nicht erst an den Bewegungsendpunkten angeordnet sind, sind auch die abzufangenden Massen kleiner und Beschädigungsgefahren allenfalls auf den Greifarm selbst beschränkt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.

Nach Anspruch 2 wird erreicht, daß unabhängig von der Winkellage des Greiferarmes dessen Normallage auch nach Stoßbelastungen unverzüglich wieder hergestellt wird.

Nach Anspruch 3 wird erreicht, daß die Stoßminderung auch bei verlängerbarem Greiferarm erreichbar ist.

Nach Anspruch 4 wird erreicht, daß (bei geeigneten Bedingungen) statt eines am Greifer angebrachten zweiten Supports nun am Greifergelenk, also an weniger Biegemoment aufweisender Stelle, lediglich ein Pendellager gebraucht wird.

Nach Anspruch 5 wird erreicht, daß der Greiferarm bei Stoßen nicht mehrmals, z. B. an einer Montagevorrichtung, anschlägt, sondern bei einem vorgebbaren Maximalausschlag dort festgehalten wird, bis er wieder per Neujustage kollisionsfrei weiterbewegbar ist.

Nach Anspruch 6 wird erreicht, daß auch evtl. Stöße aus dem Antrieb günstig aufgefangen werden.

Nach Anspruch 7 wird erreicht, daß die vom Ausleger in das Stativ abzuleitenden Momente den Support an einer breit abstützbaren Stelle passieren und daß evtl. noch verbleibende Pendelbewegungen auf die Positionierungsgenauigkeit von geringem Einfluß bleiben, da der Kraftfluß in jeder Schwenklage günstiger als in einer Endlage verläuft.

Nach Anspruch 8 wird ebenfalls im Sinne wie nach Anspruch 7 ungünstigen Belastungen vorgebeugt

Nach Anspruch 9 wird erreicht daß die Schwerachse aller schwenkenden Bauelemente in nächstmöglicher Nähe zum Stativ gelegen ist und daß die unvermeidlichen Resttorsionsmomente auf Schwenktrieb und Stativ infolge außermittigen Zugriffes des Greifers durch Gegenmomente aus der seitlich versetzten Anordnung der Elemente wenigstens teilweise wieder kompensiert werden.

Sowohl die Beschädigungsprobleme als auch Sicherungsvorrichtungen für Handhabungsgeräte, welche das Auftreten unzulässig großer Kräfte und die Gefahren durch Kollision mit Fremdteilen verhüten sollen, sind aus der Branche natürlich schon bekannt jedoch nur bei Bewegungseinleitung bzw. -ende und nicht für bestimmte Stoßrichtungen.

Indessen sah man bei den bisherigen Gegenmaßnahmen, wie z. B. nach der DE-OS 27 17 871, die Abhilfe darin. Sicherungen vorzusehen, weiche das Gerät bei gefährlichen Zuständen abschalten. So ist dort in einem Kraftübertragungsglied eine topfförmige Aufnahme vorgesehen, in welcher ein Betätigungshebel für einen Schalter zwischen Rückstellfedern schwenkbar so gelagert ist, daß er bei unzulässig hoher Belastung weit genug gegen die Federkräfte auslenkbar ist, um dann ein Abschaltsignal zum Geräteantrieb auszulösen.

Diese Vorkehrungen richten sich auf einen anderen Zweck als die Erfindung. Es sind dies keine Maßnahmen, um Stoßkräfte und Pendelausschläge während des weiterlaufenden Betriebsablaufes aktiv aufzufangen bzw. zu vermindern. Diesbezügliche Hinweise fehlen in der genannten Druckschrift daher auch gänzlich. Aus derselben kann somit keine Lehre abgeleitet werden, um, wie es die Erfindung zeigt, selbst bei verwendungsgegebenen Ruckbewegungen und Lastwechseln mit dem Gerät noch schonend und genau weiterarbeiten zu können.

Die Erfindung wird anhand nachfolgender Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt das Handhabungsgerät in seiner Gesamtheit einschließlich der Bewegungsachsen und -wege in Perspektive.

F i g. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung des Schwenktriebes.

Fig.3 stellt eine Ausführungsvariante des Sicherheitspendellagers mit der mechanischen Selbstarretierung und der Nachstelleinrichtung im Ausleger bzw. an der Verkettungseinrichtung zwischen Schwenk- und Pendellager dar.

F i g. 4 zeigt das Handhabungsgerät in Vorderansicht zusammen mit einer Produktionsmaschine.

F i g. 5 zeigt das Handhabungsgerät in Seitenansicht, wobei deutlich wird, in welcher Weise durch die seitenversetzte Last- und Ausiegeranordnung die Biegemomente im Schwenktrieb und Kragarm verkleinerbar sind.

Das Handhabungsgerät 1 ist einer Produktionsmaschine (Hauptachse H) als Entladegerät zugeordnet. Von der Abstützbasis 2 aus werden alle geometrischen Erfordernisse zum Ergreifen und Umsetzen der mit dieser Produktionsmaschine herstellbaren Werkstückformafi und -gewichte ohne Ortsveränderlichkeit erfüllt.

Das Stativ 3 und das Auswurfzentrum Z der Produktionsmaschine (gestrichelte Konturen) stehen dazu in einer unveränderbaren geometrischen Zuordnung zueinander. Das Handhabungsgerät 1 ist auf alle

Werkstückformate und -gewichte und deren Maßabweichungen einstellbar.

Im Beispiel ist die Schwenkrichtung quer zur Hauptachse Wder Produktionsmaschine angeordnet.

Im Stativ 3 ist die Instrumententafel 4 seitlich angebracht. Das zentrale Hydraulikaggregat 5 bildet den oberen Abschluß des hier säulenartigen Stativs 3.

Unterbringungsmöglichkeit für Tanks, Pumpe und Motor besteht im Inneren der Hohlsäule des Stativs 3.

Der starre Kragarm 6, parallel zur Hauptachse Hder Produktionsmaschine des Stativs 3, trägt die wesentlichen, in einem Block zusammengefaßten beweglichen Antriebselemente, welche hier aus einem Support 7 bzw. dem hier unter dem Schwenktrieb 8 angeordneten Lineartrieb 9 und einer Schwenkwinkeikontrolleinrichtung 10 bestehen. Der Schwenktrieb 8 besitzt ein nicht dargestelltes Zahnritzel, das über eine Zahnstange angetrieben wird. Die Zahnstange ist nach den beiden entgegengesetzten Richtungen etwa quer zur Achse H so weit stufenlos betätigbar, wie es den Einstellungen der Schwenkwinkelkontrolleinrichtung 10 entspricht. Bewegungsbeginn wäre hier bei der Ausgangsstellung 0 vertikal bzw. achsparallel zur Hauptachse des Stativs 3 und einerseits der Endlage I für die Aufnahme sowie andererseits der Endlage II für die Ablage. Die Schwenkbewegung erfolgt also um eine etwa parallel zum Kragarm 6 gelegene Drehachse mittels über das Stativ 3 mit Aufbauten hinwegdrehender Bewegung des Auslegers 11. - Die Ausbildung der Auslegerbefestigung im Schwenktrieb 8 zeigt F i g. 2. —

Gemäß F i g. 3 ist am äußeren Ende des Auslegers 11 ein Sicherheitspendellager 12 für den Greiferarm 13 vorgesehen, welcher hierdurch und durch einen im Ausleger 11 eingebauten Ketten- bzw. Zahnriementrieb zugewandten Seite, um das den Kragarm 8 beanspruchende Moment aus der vom Greiferarm 13 ausgehenden Belastung mit dem noch weiter in Richtung Stativ 3 vorkragenden Werkstück zu einem beträchtlichen Anteil wieder zu kompensieren. Durch diesen näher in Richtung Stativ 3 erfolgten seitlichen Versatz der Schwerachse der Last L entsteht gegenüber der Einspannstelle des Auslegers 11 allerdings ein gewisses Torsionsmoment im Ausleger 11 und Schwenktrieb 8, ίο das aber ohne größeren Einfluß auf die zu jeder Bewegung erforderliche Antriebskraft des Schwenktriebes 8 ist und vom Ausleger Il selbst mit seinem Kastenprofil gut aufgenommen werden kann. Mit der Federwirkung des Kastenprofils auf Torsion ergibt sich eine weitere, den Pendeibewegungen des Auslegers ί 1 beim Lastaufnehmen entgegenwirkende weitere Schwingungsdämpfungswirkung.

In Fig.4 und 5 ist die Arbeitsweise des Handhabungsgerätes 1 am Beispiel eines Druckgußentladevorganges dargestellt. Beim Start in Ausgangslage 0 steht der Ausleger 11 senkrecht über dem Schwenktrieb 8 und der Greiferarm 13 hängt parallel dazu mit der Verlängerung 17 nach unten. — Für die erforderliche Kopffreiheit K über dem Gerät 1 ist hier somit die Greiferarmlänge unmaßgeblich. —

Zum Lastaufnehmen schwenkt der Ausleger 11 mit Eilgang um die Schwenkachse B in die Holposition 1 unter ständiger Senkrechthaltung des Greiferarmes 13 bzw. der daran befestigten Elemente. Ist die hier über mechanische Feineinstellung E genau justierbare Holposition I erreicht, ist auch die Öffnung des Greifers 18 bereits in der eigentlichen Zugriffposition Z, beispielsweise dem Anguß des Werkstückes IV bei geöffneter, aber noch nicht ausgestoßener Form. Nach

14 zwangsweise immer senkrecht nach unten gerichtet 35 dem Zugriff und dem Schließen des Greifers 18 erfolgt

und gegen Pendelschwingungen abgesichert ist.

Dabei wirken als weitere Sicherungsmittel gegen Stoßkräfte die federnde Nachstelleinrichtung 15 und eine mit dem Pendellager 12 verbundene Einrastierung 16, mit welcher der Greiferarm 13 sich selbst in einer Sicherheitslage arretiert, sofern er über ein zulässiges Maß auspendelt.

Da von der Produktionsmaschine bzw. deren Auswerfern im Anfahrzustand des Handhabungsgerätes gemeinsam mit der Einleitung des Ausstoßvorganges und in gleicher Richtung A die auf etwa gleiche Geschwindigkeit Schleichgang Y1 eingeregelte Seitenbewegung Vdes Supports 7 mittels seines Linearantriebes 9 unter Mitnahme aller am Schwenktrieb 8 hängenden Elemente. Sobald das Werkstück W nicht mehr von den Auswerfern geschoben zu werden braucht, also von der Form vollends frei geworden ist, wird per Eilgang der weitere Linearweg Y2 in die

1 und auch beim Absetzen Querstöße hervorgerufen 45 definitive Ausschwenkposition I angefahren. Von hier werden können, die ein starres Lager leicht beschädigen aus beginnt sodann der Schwenkvorgang über die würden, hat das Pendellager 12 eine in der stoßgefähr- Ausgangsstellung 0 zur Absetzposition II, welche in der deten Richtung wirksame Sicherheitsabfederung und stets identischen Umsetzdistanz U, etwa auf Höhe des Selbstarretierung und ist auch zur Niedrighaltung des Greifers 18, z. B. als Rutsche oder dergleichen Totgewichtes am Ausleger 11 nur rein mechanisch und 50 ausgeführt sein kann. Nach Ablage des Werkstückes in Leichtbauweise ausgestaltet (siehe auch F i g. 3). Die nimmt der Ausleger wieder die Ausgangsposition ö ein. damit stark reduzierte Kollisionsgefahr begünstigt auch Bei diesen nicht stoßfreien Bewegungsabläufen

eine schnelle und feinfühlige Ansteuerbarkeit aller werden unzulässig große Stoßkräfte durch die genannmöglicherweise einmal erforderlichen Zugriffspunkte ten Stoßauffang- und Stoßminderungsmittel 12, 14, 15, mittels der gemeinsamen Hydraulikenergieversorgung 55 16 so weit begrenzt, daß ein fortlaufender, störungsfreimit Schleich- und Eilgängen und hohen Kraftkonzentra- er Arbeitsablauf ohne Schäden für Maschine, Werktionen. Die Anordnung des Pendellagers 12 am stück oder Personal möglich ist
Ausleger 11 erfolgt bevorzugt auf der dem Stativ 3

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Handhabungsgerät (1) für senkrecht zur Abstützbasis und um eine dazu parallele Schwenkachse erfolgende Lasten-Umsetzmanöver mit dazu quergerichteter Justierbarkeit, im wesentlichen bestehend aus: