DE19616765A1

DE19616765A1 - Linearführungsarm

Info

Publication number: DE19616765A1
Application number: DE1996116765
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-06

Description

Die Erfindung betrifft einen aus einem Gehäuse auf Wälzkörpern geführten auskragenden Arm, der mit Werkzeugen oder Greifern bestückt ist und mit einer entsprechenden Bewegungssteuerung zur Verrichtung von Trag-, Hub-, Schub-, allgemein von manövrier- und positionierbaren Arbeitsabläufen dient. Diese lassen sich zu mehrachsigen Robotern, vereint mit Drehantrieben montieren.

Abläufe dieser Art, für bestimmte Greif- und Arbeitsbereiche werden jetzt mit den bekannten Schwenkrobotern ausgeführt. Deren Schwenkarme sind in mehreren Achsen beweglich und sind für die vielfältigsten Bewegungsabläufe programmierbar. Insgesamt sind diese Schwenkroboter kompakt konstruiert und können für alle, einfache und komplizierte Fertigungsprozesse eingesetzt werden. Diese hohe universelle Einsatzmöglichkeit hat aber einen hohen Eigenbauaufwand und der Roboter wird für viele kleinere Automatisierungen zu aufwendig, hat einen hohen Preis und wird dafür zu teuer.

Es gibt eine teilweise Alternative mit auf Schienen geführten Linearantrieben, bzw. Schlittenführungen. Die Lösungen erfolgen so, in dem mit einer Portalgestaltung derartige Linearführungen in der Arbeitsraum geführt werden. Hier wird aber der Greifraum um baut und der Arbeitsraum dadurch eingeschränkt.

Die üblichen Spindelantriebe, oder die pneumatisch, auch hydraulisch angetriebenen Arbeitszylinder mit Kolbenstange sind, wegen der geringen Querkraftaufnahme, nur bedingt geeignet, bzw. es müssen für eine bestimmte Tragkraft viel zu große Zylinder mit folglich hoher Energieaufnahme verwendet werden. Deshalb wurden neben dem Arbeitszylinder gelagerte Hilfsstangen zur zusätzlichen Abstützung und Verdrehstabilität angeordnet, die die Querkräfte und die Momente abfangen. Insgesamt beanspruchen diese, meist drei Schubstangen einen erheblichen Teil des begrenzten Konstruktionsraumes und lassen oft mehrere Anordnungen nebeneinander kaum zu, oder eine Automatisierung im engsten Raum wird erst gar nicht möglich. Diese offenen Stangenführungen sind außerdem schmutzanfällig und bedürfen einer entsprechenden Wartung. Außerdem ist diese Bauweise noch zu teuer.

Der immer knappe Konstruktionsraum direkt am Fertigungsprozeß wird an allen bisher bekannten Handlings noch durch die notwendigen Energiezuführleitungen, Energieketten aus beweglichen Kunststoffröhren, erheblich eingeschränkt. Diese gebündelten, besonders die freien Leitungen unterliegen immer der ständigen Bewegung und haben somit, besonders unter Schmutzbedingungen, einen hohem Verschleiß und führen oft zu Fehlern mit rätselhaften Suchen und langen Ausfällen. Die vorbeugende Wartung ist entsprechend hoch, besonders unter den genannten komplizierten Bedingungen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mit einem einfachen Arm in den Arbeitsraum einzudringen, dabei entsprechende Werkzeuge und Werkstücke zu tragen, bzw. daß auf dem Arm weitere Arme in einer Kombination montiert werden können. Die Linearführung der Arme einfach, platzsparend, ohne freie Versorgungsleitungen, robust, leichtgängig und übersichtlich ausführbar wird. Der Antrieb sich sowohl elektrisch, mechanisch, pneumatisch als auch hydraulisch und in Miniatur gestalten läßt.

Erfindungsgemäß wird die mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen erreicht. Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführung eines Linearführungsarms

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführung eines Linearführungsarms.

Das Gehäuse 1 ist aus einem Aluminiumstrangpreßprofil gestaltet. Der Arm 2 und die Kolbenstange 3 sind aus rostfreien Präzisionsstahlrohren und sind jeweils an seinen Enden 4 flanschförmig ausgeweitet. Die Flansche 5 und der Kolben 6 sind daran verschraubt.

Auf dem Arm 2 sind im einem Abstand zueinander die Rollenkreuze 7 aufgepreßt und verklebt. Die Lagerung 8 ist in diesem Falle eine Nadellagerung. Für die Laufschienen 9 wird ein gezogenes Stahlblankprofil eingesetzt und wird mit dem Gehäuse 1 verschraubt und entsprechend mit der Justierschraube 10 vorher eingestellt.

Die beiden Flansche 5 und 11 sind als Druckgußteile konstruiert und werden an den Stirnseiten des Gehäuses 1 verschraubt. Die Lippendichtungen 12 zwischen den bewegten Teilen sind entsprechend angeordnet.

Im Inneren der hohlen Kolbenstange 3 und im Inneren des hohlen Armes 2 wird der Kabel- und Schlauchstrang 13 geführt. Der Strang ist aus dem üblichen Schlauchkunststoff und ist im größerem Rohr zur Längenveränderung schraubenförmig gewickelt. An den Übergangsstellen sind Schlauchhalter 14 zur Abdichtung vorgesehen.

Die Schläuche dienen zur Leitung der Druckluft durch den gesamten Arm hindurch zum nächsten Verbraucher. Gleichfalls ist in den Schläuchen die Aufnahme von elektrischen Leiterdrähten oder Kabeln vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind vier Schläuche, einmal für die durchgehende Druckluft, einmal für die Druckluft für den inneren Zylinderraum 15 über die Öffnungen 16 und zweimal für das elektrischen Kabel vorgesehen. Die Druckluft in den äußeren Zylinderraum 17 fließt über die Öffnung 18.

Anstelle der Rollenkreuze 7 und der Lagerung 8, könnte aber auch ein bekannte Kugelumlauflagerung eingebaut werden.

Mit dieser Erfindung wurde mit modernen Mitteln ein sehr leichtes und einfach handhabbares Konstruktionsprinzip für Linearführungsarme gefunden, mit dem die o.g. Aufgabenstellung erfüllt wird. Die Anschlußmöglichkeiten mit den vorgesehenen Befestigungslöchern 19 an die vorhandenen T- Nuten- Profile, mit den T- Nuten 20 selbst wieder an andere vorhandene Profile, mit den Befestigungen der Sensorik 21, mit den Befestigungen der Ventile und mit den Schlauchanschlüssen 22 basieren auf den entsprechenden Standards und geben somit die Voraussetzung vorhandene Einrichtungen zu nutzen und zu ergänzen.

Frei herumhängende Versorgungsleitungen gibt es nicht mehr. Die sehr schmale Bauweise ermöglicht das Eindringen in kleine Arbeitsräume. Es lassen sich alle vorhandenen Steuerungen verwenden. Der Aufbau ist übersichtlich und die installierte Anlage läßt sich einfach warten.

Diese Linearführungsarme lassen sich als Module zu den verschiedensten Robotern vor Ort zusammenbauen. Sie sind entsprechend der Auswahl und Kombination für komplizierteste und einfachste Ansprüche geeignet. Genau dadurch ist eine optimale Anpassung an die Fertigung unter den geringsten Kosten gewährleistet.

Der elektrische Antrieb, z. B. Getriebemotoren und Spindeln ist ohne weiters anstelle der speziellen Druckluftteile für den Fachmann realisierbar. Gleiches gilt für Varianten im Miniaturbereich und sowohl auch für die hydraulischen. Ebenfalls sind an den Endstellen Stoßdämpfer einbaubar. Mit Gebern, z. B. Magneten, für die Steuerung können die geführten Teile in bekannter Art ebenfalls ausgerüstet werden.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Arm
3 Kolbenstange
4 Enden
5 Flansche
6 Kolben
7 Rollenkreuze
8 Lagerung
9 Laufschienen
10 Justierschraube
11 Flansch
12 Lippendichtung
13 Kabel- und Schlauchstrang
14 Schlauchhalter
15 innerer Zylinderraum
16 Öffnung
17 äußerer Zylinderraum
18 Öffnungen
19 Löcher
20 T- Nuten
21 Sensorik
22 Schlauchanschlüsse
23 mittlerer Zylinderraum

Claims

1. Linearführungsarm mit Werkzeugen oder Greifern bestückt und zur Verrichtung von manövrier- und positionierbaren Arbeitsabläufen, dadurch gekennzeichnet,
daß auf einem Arm (2) zwei rechtwinklig zur Armachse hintereinander fluchtende Rollenkreuze (7) angeordnet sind, deren acht Rollen (8) in einem rohrförmigen Gehäuse (1) an einzeln verschraubten Führungsleisten (9) geführt sind und deren Führungsleistenabstand durch eine spitze Justierschraube (10) zwischen den Führungsleisten (9) einstellbar ist,
daß der Arm (2) hohl ausgeführt ist und zur Aufnahme einer Spindel mit Spindelmutter, oder eines Kolbens (6) mit einer Kolbenstange (3) ausgebildet ist,
daß die Kolbenstange (3) hohl ausführt ist und gemeinsam mit dem Arm (2) zur Aufnahme eines durchgehenden schraubenförmig gewundenen Kabel- und Schlauchstranges (13) gestaltet ist.

2. Linearführungsarm mit Werkzeugen oder Greifern bestückt und zur Verrichtung von manövrier- und positionierbaren Arbeitsabläufen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Arm (2) eine Wälzkörperumlauflagerung angeordnet ist, deren Abstützung in einem rohrförmigen Gehäuse (1) an einzeln verschraubten Führungsleisten (9) erfolgt.

3. Linearführungsarm mit Werkzeugen oder Greifern bestückt und zur Verrichtung von manövrier- und positionierbaren Arbeitsabläufen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere (17), mittlere (23) und innere Hohlraum (15) als Druckraum mit den entsprechenden Öffnungen (18) nutzbar ist.