DD253001A1

DD253001A1 - DEVICE FOR PREVENTING TOOL OR WORK PROPERTY IN A MOTION FLOW

Info

Publication number: DD253001A1
Application number: DD29484386A
Authority: DD
Inventors: Rainer Gallien; Raimund Koeppe; Fritz Kullrich
Original assignee: Schkeuditz Masch & Apparate
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1988-01-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verhinderung von Werkzeug- oder Werkstueckbeschaedigungen bei einem Bewegungsablauf fuer den Einsatz an Industrierobotern in der Schweisstechnik bzw. zum Loeten bei der Fertigung von Lamellenwaermeuebertragern. Die erfindungsgemaesse Einrichtung besteht aus einer, in einem Gehaeuse axial und radial federnd zentrierte und zwischen zwei Axialkugellagern gelagerten, mit einem Aufnahmezapfen versehenen Lagerscheibe, welche bei Lageabweichungen durch aeussere Kraefte bewirkt, ueber Kontaktstifte und Schalter ein "NOT-AUS" Signal ausloest und die gesamte Anlage abschaltet. Fig. 1The invention relates to a device for preventing tool or Werkstueckbeschaedigungen in a sequence of movements for use in industrial robots in welding technology or for soldering in the production of lamella heat exchangers. The inventive device consists of a, in a housing axially and radially resiliently centered and mounted between two thrust ball bearings, provided with a spigot bearing disc, which causes in position deviations by external forces, via contact pins and switch an "EMERGENCY STOP" signal ausloest and the entire Switch off the system. Fig. 1

Description

Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die bei Überbeanspruchung in jeder radialen Richtung, axialem Druck oder Drehung ein (NOT-AUS) Signal abgibt. Sie ist in Kombination mit einer Werkzeug- oder Werkstückaufnahme₍z. B. in der Robotertechnik oder im allgemeinen Maschinenbau_teinsetzbar.The invention relates to a device which emits an (EMERGENCY STOP) signal in the event of overstress in any radial direction, axial pressure or rotation. It is in combination with a tool or workpiece holder _(z. B. in robotics or in general engineering _t applicable.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind bereits Vorrichtungen für die Aufnahme und den Wechsel von Schweißbrennern bekannt, die gleichzeitig über ein elastisches Verbindungsglied unter Verwendung eines Schalters einer Kollision des Schweißbrenners mit einem Hindernis entgegenwirken oder diese in irgendeiner Weise gesichert werden.There are already known devices for receiving and changing welding torches, which simultaneously counteract via an elastic link using a switch of a collision of the welding torch with an obstacle or these are secured in any way.

In DE-OS 3311244 findet als Schalter eine hydraulische Anordnung Verwendung, allgemein werden mechanische Schalter verwendet.In DE-OS 3311244 is used as a switch, a hydraulic arrangement use, generally mechanical switches are used.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen zum Schutz einer Verformung des Schweißwerkzeuges infolge einer Kollision eine Flanschverbindung verwendet wird, bei welcher die Verbindungsschrauben durch Zugfedern ersetzt werden. Ein Schalter im Zentrum des Flansches signalisiert eine Auslenkung der Vorrichtung aus der vorgeschriebenen Lage. Die Fixierung des Flansches erfolgt über spezielle Bohrung-Stift-Verbindungen, die nach dem Prinzip Kugelpfanne den Flansch gegen eine flächige Verschiebung sichern, aber bei äußerer Krafteinwirkung ein Herausspringen ermöglichen.Furthermore, devices are known in which a flange connection is used to protect a deformation of the welding tool as a result of a collision, in which the connecting screws are replaced by tension springs. A switch in the center of the flange signals a deflection of the device from the prescribed position. The fixation of the flange via special hole-pin connections that secure the flange against a planar displacement according to the principle of ball socket, but allow for external force a jumping out.

Bekannt ist eine Vorrichtung, bei die Haftkraft an der Trennstelle nicht unmittelbar durch eine Federkraft, sondern über eine zwischengeschaltete Kulisse mit zentrischer Anordnung, ähnlich einem Druckknopf von Bekleidungsstücken, erzeugt wird.A device is known in which the adhesive force at the point of separation is not directly generated by a spring force, but via an intermediate backdrop with a centric arrangement, similar to a push button of garments.

Der Hauptnachteil der o.g. Lösungen besteht darin, daß bei direkter zentrischer Belastung in Richtung Halter kein Auslösen bzw. keine Signalgabe erfolgt.The main disadvantage of the o.g. Solutions is that with direct centric load in the direction of the holder no triggering or signaling is done.

Des weiteren kann es durch hohe Werkzeuggewichte zu ungewollten Überempfindlichkeiten in bestimmte Richtung, insbesondere in Richtung der Erdbeschleunigung, kommen und damit zu Fehlreaktionen.Furthermore, high tool weights can lead to unwanted hypersensitivities in a certain direction, in particular in the direction of gravitational acceleration, and thus to erroneous reactions.

Außerdem neigen die aufgeführten Lösungen infolge des hohen Reibwiderstandes beim Auslösen und beim Wiedereinrichten zum Klemmen und damit zu Störungen.In addition, the solutions listed tend due to the high frictional resistance when triggered and when re-establishing terminals and thus to interference.

Bei höheren Belastungen werden hohe Federspannungen notwendig, die dazu führen, daß die Reibkräfte, die bei Kollision zu überwinden sind, erheblich ansteigen. Hierdurch kommt es zu relativen Unempfindlichkeiten unter den genannten Bedingungen.At higher loads high spring voltages are necessary, which cause the frictional forces to be overcome in collision, increase significantly. This leads to relative insensitivity under the conditions mentioned.

Durch die bei den gesamten Lösungen verwendeten Paßflächen sind die durch Verschmutzung eintretenden Störungen vor allem beim Halten von Schweißbrennern nicht auszuschließen. Es kommt zu Maßungenauigkeiten und zu erhöhten Reibwerten.Due to the mating surfaces used in the entire solutions, the disturbances occurring due to contamination, especially when holding welding torches, can not be ruled out. It comes to dimensional inaccuracies and increased friction.

Hier bieten punktförmige Auflager bessere Voraussetzungen. Es ist aber zu erwarten, daß derartige Lagerungen auf Grund der ständig gleichen Position der Teile zueinander einem erhöhten Verschleiß unterliegen, insbesondere dann, wenn höhere Belastungen vorliegen. Hierdurch konnte es zu relativ schnellen Beeinträchtigungen der Maßhaltigkeit kommen.Here punctiform supports offer better conditions. However, it is to be expected that such bearings due to the constant same position of the parts to each other are subject to increased wear, especially if higher loads are present. This could lead to relatively rapid impairment of dimensional accuracy.

So ist für die DE-OS 3418720 eine gegenseitige Zentrierung und Abstandshaltung durch Kugeln vorgesehen. Hierdurch ist zwar die Reibung beim Auslenken minimal, ein höherer Verschleiß infolge Punktberührung aber weiterhin gegeben.Thus, a mutual centering and spacing by balls is provided for DE-OS 3418720. As a result, although the friction during deflection is minimal, a higher wear due to point contact but still given.

In DD-PS 221 960 wird eine Lösung beschrieben, bei der die genaue Distanz über Rollen bewerkstelligt wird. Hierdurch wird der o.g. Verschleiß gemindert, aber nicht abgestellt. Des weiteren nimmt die Gefahr der negativen Beeinflussung durch Schmutz wieder zu.In DD-PS 221 960 a solution is described in which the exact distance is accomplished via rollers. As a result, the o.g. Wear reduced, but not turned off. Furthermore, the danger of the negative influence of dirt increases again.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, welche bei unbeabsichtigter Kollision eines Werkstückes oder Werkzeuges bzw. Werkzeugbruch eine weitergehende Beschädigung des jeweiligen Bearbeitungssystems und Verletzungen des Bedienpersonals verhindert.The object of the invention is to provide a device which prevents further damage to the respective processing system and injuries to the operating personnel in the event of accidental collision of a workpiece or tool or tool breakage.

The essence of the invention

Die Aufgabe der Erfingung besteht darin, einen Kollisionsschutz zu schaffen, der einer Auslenkung nur geringe Reibkräfte und im Gegensatz dazu einen hohen Anteil an einstellbarer Federkraft entgegensetzt, und bei senkrecht zur Vorschubebene wirkender Druckbelastung reagiert und darüber hinaus hohe Genauigkeit bei geringem Verschleiß liefert.The object of the Erfingung is to provide a collision protection, which opposes a deflection only low frictional forces and in contrast a high proportion of adjustable spring force, and reacts when acting perpendicular to the feed plane pressure load and beyond high accuracy with low wear supplies.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß in einem Gehäuse eine Lagerscheibe mit Aufnahmezapfen zwischen einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Axiallagerronde und Schraubfedern federnd mit dem Gehäuse verbundenem Axialkugellager schwimmend eingespannt ist und durch einen zentrisch angeordneten Kugel-Indexbolzen sowie mehrerer am Umfang der Lagerscheibe unter bestimmter Winkelverteilung angeordneten Kugelindexbolzen zentriert ist und daß auf der Lagerscheibe mehrere am Umfang verteilte Radialnuten mit eben so vielen geeigneten Schaltelementen in Wirkverbindung stehen.The object of the invention is achieved in that in a housing a bearing disc with receiving pin between a fixedly connected to the housing Axiallagerronde and coil springs is resiliently clamped to the housing connected thrust ball bearings and by a centrally arranged ball index pin and several on the circumference of the bearing plate below certain angular distribution arranged ball index pin is centered and that are on the bearing plate a plurality of circumferentially distributed radial grooves with just as many suitable switching elements in operative connection.

Bei Kollision des am Aufnahmezapfen befestigten Werkzeuges mit einem Hindernis ist eine Auslenkung des nachgiebigen Teiles, dessen Hauptbestandteil die Lagerscheibe ist, als reine Drehbewegung, Kippbewegung und reine Verschiebebewegung in radialer Richtung sowie als Verschiebebewegung der Lagerscheibe in axialer Richtung möglich.Upon collision of the attached to the spigot tool with an obstacle deflection of the resilient member whose main component is the bearing disc as pure rotational movement, tilting movement and pure displacement movement in the radial direction and as a sliding movement of the bearing plate in the axial direction is possible.

Selbstverständlich wird im Realfall die Ausweichbewegung eine Kombination der o.g. Bewegungskomponenten sein. Der Hauptvorteil liegt darin begründet, daß die schwimmende Lagerung den Anteil der Reibung während des Auslösens erheblich begrenzt, und damit bei großen Lasten hohe Empfindlichkeiten erreicht werden können. Ein weiterer Faktor dafür ist eine lastrichtungsbezogene Einstellung der Einrichtung durch differenzierte Einstellbarkeit der Kugelindexbolzen. Ein weiterer Vorteil besteht in der 100%igen Wiederholgenauigkeit beim selbsttätigen oder manuell unterstützten Zurückstellen nach einer Auslenkung infolge Kollission.Of course, in the real case, the evasive movement is a combination of the above. Be motion components. The main advantage lies in the fact that the floating bearing significantly limits the amount of friction during deployment, and high sensitivities can be achieved at high loads. Another factor for this is a load direction-related adjustment of the device by differentiated adjustability of the ball index pins. Another advantage is the 100% repeatability in auto or manual assisted reset after deflection due to collision.

Durch manuelles Verdrehen der Lagerscheibe mit Werkzeug in längeren aber regelmäßigen Zeitabständen um 360° kann die Verschiebung der Lagerstellen abgesichert werden.By manually rotating the bearing plate with tool in longer but regular time intervals of 360 °, the displacement of the bearings can be secured.

Darüber hinaus ist eine minimale selbsttätige Verschiebung infolge jeder Kollission zu erwarten.In addition, a minimal self-shifting due to each collision is expected.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel als Kollissionsschutz für einen Lötroboter dargestellt werden. In der Zeichnung zeigt:The invention will be illustrated below on an embodiment as collision protection for a soldering robot. In the drawing shows:

Fig. 1: Die Schnittdarstellung der kompletten Einrichtung.Fig. 1: The sectional view of the complete device.

Der prinzipielle Aufbau der Einrichtung zur Verhinderung von Werkzeug- oder Werkstückbeschädigung bei einem Bewegungsablauf ist aus der Schnittdarstellung Fig. 1 ersichtlich. Alle Bauelemente sind in dem Gehäuse 1 angeordnet, welches planseitig mit dem Deckel 9 verschraubt ist. Im Inneren des Gehäuses 1 ist die Lagerscheibe 2 mit Aufnahmezapfen 15 durch gleichmäßig am Umfang des Gehäuses 1 angeordnete Kugelindexbolzen 7 sowie den zentrisch angeordneten Indexbolzen 10 mit zugehöriger Senkung 12 axial und radial federnd zentriert.The basic structure of the device for preventing tool or workpiece damage in a movement sequence can be seen from the sectional view Fig. 1. All components are arranged in the housing 1, which is bolted to the cover 9 on the plan side. In the interior of the housing 1, the bearing disk 2 with centering pin 15 is axially and radially resiliently centered by uniformly arranged on the circumference of the housing 1 ball index pin 7 and the centrally arranged index pin 10 with associated reduction.

Zwischen der Lagerscheibe 2 und dem Deckel 9 ist das schwimmende Axiallager 5 angeordnet, welches die genaue Lagerebene der Lagerscheibe 2 bestimmt. Zwischen der Lagerscheibe 2 und der auf mehreren Spiralfedern ruhenden Axiallagerronde 3 ist das schwimmende Axiallager 4 angeordnet. Die Spiralfedern sind in entsprechenden Senkungen der Axiallagerronde 3 und dem Gehäuse 1 aufgenommen.Between the bearing plate 2 and the cover 9, the floating thrust bearing 5 is arranged, which determines the exact bearing plane of the bearing plate 2. Between the bearing plate 2 and resting on a plurality of coil springs thrust bearing 3, the floating thrust bearing 4 is arranged. The coil springs are received in corresponding reductions of the thrust bearing 3 and the housing 1.

Mehrere Schalter 8 sind in radialen Nuten des Gehäuses 1 befestigt. Die Schaltstifte 11 der Schalter 8 ragen in abgestimmter Lage in die planseitigen, kurzen Radialnuten 6 der Lagerscheibe 2. Die Verkabelung der Schalter 8 ist in der Ringnut 13 des Gehäuses 1 untergebracht und wird aus der Kabeldurchführung des Deckels 14 herausgeführt. Die Arbeitsweise der Einrichtung ist wie folgt:Several switches 8 are mounted in radial grooves of the housing 1. The switching pins 11 of the switch 8 protrude in a coordinated position in the plane-side, short radial grooves 6 of the bearing plate 2. The wiring of the switch 8 is housed in the annular groove 13 of the housing 1 and is led out of the cable bushing of the lid 14. The operation of the device is as follows:

Bei Einwirkung eines axialen Druckes, radialer Kräfte oder einer Drehbewegung auf den Aufnahmezapfen der Lagerscheibe 2 wird diese aus ihrer zentrischen Lage verschoben. Diese Verschiebung darf nur so groß sein, daß die federnden Kugel-Indexbolzen 7 und 10 bei Entlastung der Lagerscheibe 2 wieder in ihre zugehörige Senkung 12 einrasten können und die Ursprungslage wieder hergestellt ist.Upon application of an axial pressure, radial forces or a rotational movement on the receiving pin of the bearing plate 2, this is displaced from its central position. This shift may only be so great that the resilient ball index pins 7 and 10 can engage in relief of the bearing plate 2 again in their associated reduction 12 and the original position is restored.

Diese elastische Lageveränderung der Lagerscheibe 2 wird in axialer Richtung durch ihren Abstand zum Boden des Gehäuses 1 und radial durch den Druchmesserunterschied zwischen den Aufnahmezapfen der Lagerscheibe 2 und der Bohrung des Deckels 9 begrenzt. Eine geringe Verschiebung der Lagerscheibe 2 bewirkt durch die damit verbundene Lageveränderung der Radialnuten 6 der Lagerscheibe 2 die Betätigung zumindest eines Schaltstiftes 11 des Schalters 8, dadurch erfolgt die Auslösung eines "NOT-AUS"-Signals für die gesamte Einheit oder eines Teilkomlexes, ohne daß eine Beschädigung hervorgerufen wird.This elastic change in position of the bearing plate 2 is limited in the axial direction by their distance from the bottom of the housing 1 and radially by the Druchmesserunterschied between the receiving pin of the bearing plate 2 and the bore of the lid 9. A small displacement of the bearing plate 2 caused by the associated change in position of the radial grooves 6 of the bearing plate 2, the actuation of at least one switching pin 11 of the switch 8, thereby triggering an "emergency stop" signal for the entire unit or a Teilkomlexes, without damage is caused.

Claims

Means for preventing tool and workpiece damage in a movement with mutually roller-mounted and tensioned by spring elements, which emit a signal to any control unit via switch operation in Überelastungsfall, characterized in that in a housing (1) with a receiving pin (15) provided bearing disc (2) between a on the cover (9) of the housing (1) running axial ball bearing (5) and a resilient thrust bearing (3) and coil springs resiliently with the housing · (1) connected to the axial ball bearing (4) is floatingly mounted and is centered by a ball index pin (10) arranged centrally above and / or a plurality of ball index pins (7) arranged on the circumference of the bearing disk (2) with a certain angle division, and a plurality of radial grooves (6) distributed on the bearing disk (2) just as many suitable switches (8) are arranged in operative connection standing.

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