DE19803375A1 - Device for place dependent positioning of workpiece using cantilever carrying arm - Google Patents
Device for place dependent positioning of workpiece using cantilever carrying armInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lageunabhängigen Positionieren eines Werkstücks mittels eines an einem Ständer gelagerten, freikragenden Tragarms, bei der das Werkstück um zwei sich schneidende Achsen verschwenkbar ist.The invention relates to a device for position-independent Position a workpiece using a on a stand stored, cantilevered support arm, in which the workpiece two intersecting axes is pivotable.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 38 13 477 C1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Vor richtung zum Halten eines Objekts in einem im wesentlichen gewichtslosen Zustand. Dabei umfaßt die Vorrichtung unter an deren ein Trägervorrichtungsteil mit immer vertikaler Achse, ein Positioniervorrichtungsteil, das mit dem Trägervorrich tungsteil und auch noch in einer horizontalen Ebene verstell bar ist. Des weiteren erhält sie eine Traghalterung zum An bringen eines Werkstücks oder Objekts, ein immer horizonta les, erstes lineares Führungsteil zur horizontalen Verstel lung der Traghalterung in bezug auf das Trägervorrichtungs teil und eine immer horizontale Achse, um die das Objekt drehbar ist. Dabei weist des weiteren das Positioniervorrich tungsteil einen zweiten linearen Führungsteil auf, mittels welchem die Traghalterung in bezug auf den Trägervorrich tungsteil horizontal sowie im wesentlichen quer zur Verstell richtung des ersten linearen Führungsteils verstellbar ist. Such a device is for example from DE-PS 38 13 477 C1 known. This document discloses a pre direction for holding an object in one weightless condition. The device includes below one of which is a carrier device part with an always vertical axis, a positioning device part, which with the carrier device tion part and also adjusted in a horizontal plane is cash. Furthermore, she receives a support bracket to the bring a workpiece or object, always a horizonta les, first linear guide part for horizontal adjustment tion of the support bracket with respect to the support device part and an always horizontal axis around which the object is rotatable. The positioning device also shows tion part on a second linear guide part, by means of which the support bracket with respect to the carrier device tion part horizontally and essentially transversely to the adjustment Direction of the first linear guide part is adjustable.
Diese Vorrichtung ist recht kompliziert aufgebaut und somit kostspielig und störanfällig. Des weiteren erlaubt sie aber nur eine freie Positionierung eines Werkstücks bzw. Objekts, indem gleichzeitig mehrere Stellmotoren betätigt werden müs sen.This device is quite complex and thus costly and prone to failure. Furthermore, it allows only free positioning of a workpiece or object, by having to actuate several servomotors at the same time sen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit techni schen einfachen Mitteln stets eine leicht durchzuführende und genaue Positionierung eines damit zu handhabenden Werkstückes ermöglicht.The invention is therefore based on the object, a Vorrich tion of the type mentioned at the beginning, which is related to techni simple means always an easy to implement and exact positioning of a workpiece to be handled with it enables.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genann ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste Achse die Arbeitstischachse eines endseitig an dem Tragarm ange brachten und das Werkstück aufnehmenden Werkstückträgers ist, die zweite Achse die Rotationsachse ist, um die der Tragarm rotieren kann, und daß der Schnittpunkt beider Achsen zumin dest im Massenschwerpunkt des anbringbaren Werkstücks ange ordnet ist.This task is called in a device of the beginning ten kind according to the invention solved in that the first axis the worktable axis at one end of the support arm brought and the workpiece receiving workpiece carrier is the second axis is the axis of rotation around which the support arm can rotate, and that the intersection of both axes at least in the center of gravity of the attachable workpiece is arranged.
Mit dieser Vorrichtung kann eine Bedienperson Werkstücke, die teilweise sehr schwer sein können, in jede beliebige Position von Hand bewegen. Diese Bewegung erfolgt durch Drehung des Werkstücks um zwei Achsen, und zwar durch den Massenschwer punkt des zu drehenden Werkstücks. Die Verstellung kann auf schnelle und sichere Art und Weise bewerkstelligt werden. Da bei genügt lediglich ein leichter Druck mit der Hand, um das Werkstück in eine neue Lage zu bewegen. Es werden dabei weder Kurbeln noch Tastschalter oder Stellmotoren benötigt.With this device, an operator can workpieces that can sometimes be very difficult, in any position move by hand. This movement is done by rotating the Workpiece around two axes, due to the heavy weight point of the workpiece to be rotated. The adjustment can be on be done quickly and safely. There just a slight hand pressure is enough to do that To move the workpiece to a new position. It will be neither Cranks still push buttons or servomotors needed.
Dieses Bewegungsprinzip beruht darauf, daß der Schnittpunkt der Arbeitstischachsen des Werkstückträgers und des Tragarmes sich im Massenschwerpunkt des Werkstückes schneiden. This principle of motion is based on the point of intersection the work table axes of the workpiece carrier and the support arm intersect in the center of gravity of the workpiece.
Bei einigen Fällen kann es allerdings vorkommen, daß der Mas senschwerpunkt des Werkstückes sich oberhalb der Rotati onsachse des Arbeitsarmes bzw. Tragarmes befindet. Die Ver stellung kann dazu führen, daß das Werkstück umschlagen kann.In some cases, however, the Mas center of gravity of the workpiece is above the rotati on axis of the working arm or support arm. The Ver position can lead to the workpiece turning over.
Daher ist es in einem derartigen Fall von Vorteil, wenn ein Ausgleichs- bzw. Kontergewicht angeordnet ist zur Ausbildung eines gemeinsamen Massenschwerpunktes von dem anbringbaren Werkstück und dem Kontergewicht.In such a case, it is therefore advantageous if a Balance or counterweight is arranged for training a common center of gravity of the attachable Workpiece and the counterweight.
Eine noch bessere Ausbalancierung ist in dem oben angegebenen Fall gegeben, wenn der Tragarm um einen vorgegebenen Winkel bereich, vorzugsweise um ca. 30°, in bezug auf die Rotati onsachse fixierbar absenkbar ist.An even better balance is in the above Case if the support arm at a predetermined angle range, preferably around 30 °, with respect to the Rotati onsachse fixable can be lowered.
Dadurch ist es noch einfacher möglich, den gemeinsamen Mas senschwerpunkt des endseitig anbringbaren Werkstücks und des Ausgleichsgewichts auf die Rotationsachse auszurichten.This makes it even easier to share the Mas center of gravity of the end-attachable workpiece and the Align the counterweight on the axis of rotation.
Obwohl eine Vielzahl von Einrichtungen möglich sind, den Tragarm definiert abzusenken, ist von besonderem Vorteil, wenn der Tragarm über einen Verstellmechanismus mit einem Schneckengetriebe absenkbar bzw. anhebbbar ist. Mit Hilfe des Schneckengetriebes ist eine fein dosierbare Verstellung des Tragarmes möglich.Although a variety of facilities are possible, the Lowering the support arm in a defined manner is particularly advantageous, if the support arm has an adjustment mechanism with a Worm gear can be lowered or raised. With the help of Worm gear is a finely adjustable adjustment of the Support arm possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung ist an dem Tragarm ein Aufnahmeorgan für das Konter gewicht anbringbar.According to a preferred embodiment of the present Er is on the support arm a receiving element for the counter weight attachable.
Bei der Einstellung des Schnittpunktes beider Achsen zumin dest angenähert in dem Massenschwerpunkt bzw. gemeinsamen Massenschwerpunkt ist es von Vorteil, wenn der Tragarm in seiner Schwenkbewegung fixierbar ist. Dies kann durch eine Vielzahl von Hilfsmitteln erreicht werden, z. B. mit den Stützorganen. Es hat sich allerdings als besonders vorteil haft erwiesen, wenn sowohl der Werkstückträger als auch der Tragarm durch jeweilige Bremsen feststellbar sind.When setting the intersection of both axes at least least approximated in the center of mass or common The center of gravity is advantageous if the support arm is in its pivoting movement can be fixed. This can be done through a A variety of aids can be achieved, e.g. B. with the Supporting organs. However, it has proven to be a particular advantage proven if both the workpiece carrier and the Bracket can be determined by respective brakes.
Aus Sicherheitsgründen kann es dabei von Vorteil sein, wenn sowohl der Werkstückträger als auch der Tragarm durch zusätz liche Arretierorgane, vorzugsweise durch Steckbolzen, bloc kierbar ausgestaltet sind.For security reasons, it can be an advantage if both the workpiece carrier and the support arm by additional Liche locking organs, preferably by plug pins, bloc can be designed.
Je nach Art des anzubringenden Werkstückes kann der Werkzeug träger als Spannfutter, Planscheibe, Spannkreuz oder Loch platte ausgeführt sein.The tool can be used depending on the type of workpiece to be attached carrier as chuck, face plate, clamping cross or hole plate be executed.
Eine noch bessere Ausrichtung des Tragarmes ist möglich, wenn der Tragarm in bezug auf den Ständer um eine horizontale Ach se drehbar ist.An even better alignment of the support arm is possible if the support arm with respect to the stand around a horizontal axis se is rotatable.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung er geben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie den Zeichnungen, auf die bezug genommen wird. Es zeigen:Further advantages and features of the present invention he give a preferred from the following description Embodiment and the drawings to which reference is made becomes. Show it:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer be vorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zum la geunabhängigen Positionieren eines Werkstücks; und Figure 1 is a partially sectioned side view of a preferred embodiment of a device for ge independent positioning of a workpiece. and
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zur Erläuterung der Einstellmöglichkeiten. Fig. 2 is a schematic view of the device of FIG. 1 to explain the setting options.
Eine in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 zur lageunab hängigen Positionierung eines Werkstücks 21 (Fig. 2) weist ei nen Ständer 12 auf, der auf drei höhenverstellbaren Ständer füßen 32 abgestützt ist. Dieser Ständer 12 enthält drei mit einem bestimmten Winkel zueinander angeordnete Horizontalträ ger 34, an denen ein Vertikalträger 36 entsprechend ange schlossen ist.A device 10 shown in FIG. 1 for the position-independent positioning of a workpiece 21 ( FIG. 2) has a stand 12 which is supported on three height-adjustable stands 32 . This stand 12 contains three arranged at a certain angle to each other Horizontalträ ger 34 , to which a vertical support 36 is connected accordingly.
An dem oberen Ende des Vertikalträgers 36 ist eine ver schwenkbare Traganordnung befestigt, die im wesentlichen aus einem Tragarm bzw. Arbeitsarm 14 und einer an einem von dem Vertikalträger 36 abgewandten Ende des Tragarmes 14 angeord neten Werkstückaufnahme bzw. einem Werkstückträger 20 be steht.At the upper end of the vertical support 36 , a ver pivotable support assembly is attached, which consists essentially of a support arm or working arm 14 and one of the vertical support 36 facing away from the end of the support arm 14 angeord Neten workpiece holder or a workpiece carrier 20 be.
Das dem Werkstückträger 20 entgegengesetzte Ende des Tragar mes 14 überragt das oberer Ende des Vertikalträgers 36, wobei dieses entgegengesetzte Ende über eine Querstrebe 38 an den Vertikalträger 36 angelenkt ist. Mit Hilfe dieser Querstrebe 38 kann die Rotationsachse 18 zusätzlich bis zu 15° verstellt werden. Das entgegengesetzte obere Ende läßt sich innerhalb des Vertikalträgers 36 in vertikaler Richtung schwenken.The workpiece carrier 20 opposite end of the Tragar mes 14 projects beyond the upper end of the vertical support 36 , this opposite end being articulated via a cross strut 38 to the vertical support 36 . With the help of this cross strut 38 , the axis of rotation 18 can additionally be adjusted up to 15 °. The opposite upper end can be pivoted in the vertical direction within the vertical support 36 .
Zwischen dem oberen Ende des Vertikalträgers 36 und dem zu dem Werkstückträger 20 weisenden Teil des Tragarmes 14 ist ein Verstellmechanismus 22 zwischengefügt, mit dem der zu dem Werkstückträger 20 weisende Teil des Tragarmes 14 um eine ho rizontal verlaufende Achse 30, die auch als Schwenkachse 30 bezeichnet wird, drehbar ist.Between the upper end of the vertical support 36 and the part of the support arm 14 facing the workpiece carrier 20 , an adjusting mechanism 22 is interposed, with which the part of the support arm 14 facing the workpiece support 20 about a ho-axis extending 30 , also referred to as the pivot axis 30 is rotatable.
Um bei den Einstellarbeiten eines Massenschwerpunktes 40 (Fig. 2) sowohl den Tragarm 14 als auch den Werkstückträger 20 in einer bestimmten Position fixieren zu können, sind an dem der Querstrebe 38 benachbarten Ende des Tragarmes 14 eine er ste Bremse 26 und unterhalb des Werkstückträgers 20 eine zweite Bremse 28 angeordnet. Durch Anziehen dieser Bremsen 26 und 28 können sowohl der Tragarm 14 als auch der Werkstück träger 20 fixiert werden. Diese fixierte Lage kann zusätzlich noch mit Hilfe von nicht gezeigten Steckbolzen gesichert wer den. 40 (Fig. 2) as well as to fix the workpiece carrier 20 in a certain position both the support arm 14 in the adjustment work of a center of gravity, are attached to the cross brace 38 adjacent the end of the support arm 14, a he ste brake 26 and below the workpiece carrier 20 a second brake 28 is arranged. By applying these brakes 26 and 28 , both the support arm 14 and the workpiece carrier 20 can be fixed. This fixed position can also be secured with the help of socket bolts, not shown.
Um den Tragarm 14 um die Schwenkachse 30 zu verschwenken, ist der Verstellmechanismus 22 vorgesehen, der bevorzugt zur Ein stellung ein Schneckengetriebe 23 aufweist.In order to pivot the support arm 14 about the pivot axis 30 , the adjusting mechanism 22 is provided, which preferably has a worm gear 23 for a position.
Es gibt jedoch auch Fälle, bei denen der Einstellbereich des Tragsarms 14, der bevorzugt 0° bis 30° beträgt, nicht mehr ausreicht, so daß der Massenschwerpunkt 40 des Werkstücks 21 oberhalb der Rotationsachse 18 liegt, obwohl sich der Tragarm 14 in seiner tiefsten Stellung von 0° befindet. Das führt da zu, daß bei dem Entriegeln des Tragarmes 14 das Werkstück 21 umschlagen kann.However, there are also cases in which the adjustment range of the support arm 14 , which is preferably 0 ° to 30 °, is no longer sufficient, so that the center of gravity 40 of the workpiece 21 lies above the axis of rotation 18 , although the support arm 14 is in its lowest position from 0 °. This leads to the fact that when the support arm 14 is unlocked, the workpiece 21 can turn over.
Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß ein Konterge wicht 24 unterhalb des Werkzeugträgers 20, der um eine verti kale Achse oder Arbeitstischachse 17 drehbar ist, angebracht wird.This problem can be solved in that a counterweight 24 is attached below the tool carrier 20 , which is rotatable about a verti cal axis or worktable axis 17 .
Mit Hilfe dieses Kontergewichtes 24 wird dann der gemeinsame Massenschwerpunkt von dem Kontergewicht 24 und dem Werkstück 21 nach unten verlagert und befindet sich wieder in dem Ein stellbereich von 0 bis 30° des Tragarmes 14, so daß die Rota tionsachse 18 des Tragarmes 14 sich mit der Arbeitstischachse 17 des das Werkstück 21 aufnehmenden Werkstückträgers 20 zu mindest in der Nähe des Massenschwerpunkts 40 schneidet oder schneiden kann.With the help of this counterweight 24 , the common center of gravity is then shifted downward from the counterweight 24 and the workpiece 21 and is again in the adjustment range from 0 to 30 ° of the support arm 14 , so that the rotation axis 18 of the support arm 14 aligns with the Work table axis 17 of the workpiece carrier 20 receiving the workpiece 21 cuts or can cut at least in the vicinity of the center of gravity 40 .
Anhand der Fig. 2 wird nun das Aufspannen des Werkstückes 21 beschrieben.The clamping of the workpiece 21 will now be described with reference to FIG. 2.
Zum Aufspannen des Werkstückes 21 wird der Arbeitsarm 14 der Vorrichtung 10 mit dem Verstellmechanismus 22 so tief nach unten verschwenkt, daß ein Massenschwerpunkt 40 des Werkstüc kes 21 unterhalb der Rotationsachse 18 liegt, wobei die Kipp achse 16 um 30° zur Rotationsachse 18 geneigt ist. To clamp the workpiece 21 , the working arm 14 of the device 10 is pivoted so far downward with the adjusting mechanism 22 that a center of gravity 40 of the workpiece 21 lies below the axis of rotation 18 , the tilt axis 16 being inclined at 30 ° to the axis of rotation 18 .
Dann werden sowohl der Werkstückträger 20 als auch der Trag arm 14 mit Hilfe der in der Fig. 1 gezeigten Bremsen 26 und 28 fixiert, wobei sie auch noch zusätzlich über nicht darge stellte Steckbolzen arretiert werden können.Then both the workpiece carrier 20 and the support arm 14 are fixed with the aid of the brakes 26 and 28 shown in FIG. 1, and they can also be locked in addition by means of pins not shown.
Nun wird das Werkstück 21, dessen Massenschwerpunkt vorher in bekannter Weise festgelegt worden ist, mit diesem Massen schwerpunkt 40 auf dem Werkzeugträger 20 fest montiert. Dann wird der Steckbolzen für den Werkstückträger 20 gezogen und die Bremse 28 des Werkstückträgers 20 derart eingestellt, daß das Werkstück 21 in jeder beliebigen Position stehen bleibt.Now the workpiece 21 , the center of gravity of which has previously been determined in a known manner, is fixedly mounted on the tool carrier 20 with this center of mass 40 . Then the plug pin for the workpiece carrier 20 is pulled and the brake 28 of the workpiece carrier 20 is set such that the workpiece 21 remains in any position.
Dann wird der Steckbolzen für den Tragarm 14 gezogen.Then the plug pin for the support arm 14 is pulled.
Anschließend wird der Tragarm 14 mit dem Werkstück 21 so weit nach oben verschwenkt, bis der Massenschwerpunkt 40 des Werk stückes 21 die Rotationsachse 18 schneidet.Then the support arm 14 is pivoted with the workpiece 21 up until the center of gravity 40 of the workpiece 21 intersects the axis of rotation 18 .
Nachdem die Bremse 26 des Tragarmes 14 gelöst worden ist, kann das Werkstück 21 in der Rotationsachse 18 leicht gedreht werden. Nun wird die Bremse 28 des Tragarmes 14 so einge stellt, daß das Werkstück 21 in jeder Lage sich im Gleichge wicht befindet.After the brake 26 of the support arm 14 has been released, the workpiece 21 can be easily rotated in the axis of rotation 18 . Now the brake 28 of the support arm 14 is set so that the workpiece 21 is in any position in the Gleichge weight.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur lageunabhängigen Positionierung von Werkstücken können die Werkstücke in jede beliebige Position von Hand versetzt werden. Eine Drehung des Werkstückes erfolgt dabei um die zwei oben genannten Achsen und zwar durch den Massenschwerpunkt des zu drehenden Werk stücks.With the device according to the invention for position-independent Positioning workpieces allows the workpieces in any any position can be moved by hand. A rotation of the Workpiece takes place around the two axes mentioned above by the center of gravity of the work to be rotated pieces.
Die Vorrichtung ist derart ausgelegt, daß nur ein leichter Druck mit dem Finger genügt, um das Werkstück in eine neue Lage zu bewegen.. Es werden weder Kurbeln noch Tastschalter noch Stellmotoren benötigt.The device is designed so that only a light Finger pressure is enough to move the workpiece into a new one Able to move .. There are neither cranks nor push buttons servomotors still needed.
Das erfindungsgemäße Prinzip beruht darauf, daß der Massen schwerpunkt der Arbeitstischachsen des Werkstückträgers und des Tragarmes sich zumindest in der Nähe des Massenschwer punktes des Werkstückes schneiden. Nachdem das Werkstück auf dem Werkstückträger aufgespannt worden ist, kann durch Ju stieren über einen Verstellmechanismus, der beispielsweise ein Schneckengetriebe aufweisen kann, der Winkel des Tragar mes so verstellt werden, daß die Arbeitstischachse des Werk stückträgers sich mit der Rotationsachse des Tragarmes schneidet und somit sich das Werkstück im Gleichgewicht be findet.The principle of the invention is based on the fact that the masses focus of the work table axes of the workpiece carrier and of the support arm is at least close to the mass cut the point of the workpiece. After the workpiece is on the workpiece carrier has been clamped can by Ju bull via an adjustment mechanism, for example can have a worm gear, the angle of the tragar can be adjusted so that the work table axis of the work piece carrier itself with the axis of rotation of the support arm cuts and thus the workpiece is balanced finds.
1010th
Vorrichtung
contraption
1212th
Ständer
Stand
1414
Trag-/Arbeitsarm
Support / working arm
1616
Kippachse
Tilt axis
1717th
Arbeitstischachse
Worktop axis
1818th
Rotationsachse
Axis of rotation
2020th
Werkstückträger
Workpiece carrier
2121
Werkstück
workpiece
2222
Verstellmechanismus
Adjustment mechanism
2323
Schneckengetriebe
Worm gear
2424th
Ausgleichs-/Kontergewicht
Balance / counterweight
2626
Bremse
brake
2828
Bremse
brake
3030th
Schwenkachse
Swivel axis
3232
Ständer
Stand
3434
Horizontalträger
Horizontal beam
3636
Vertikalträger
Vertical beam
3838
Querstrebe
Cross strut
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Massenschwerpunkt
Center of gravity
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MTS METALL-TECHNIK SCHERZINGER GMBH, 78199 BRAEUNLI |
|
| 8381 | Inventor (new situation) |
Inventor name: ZABKA, ERHARD, 78147 V?HRENBACH, DE |
|
| R071 | Expiry of right |