DE19908692A1

DE19908692A1 - Mehrachsige Parallelstabkinematik nach dem Scherenprinzip mit direkter Erfassung des TCP

Info

Publication number: DE19908692A1
Application number: DE1999108692
Authority: DE
Inventors: Guenter Pritschow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-10-12

Description

Ergänzende Beschreibung Mehrachsige Parallelstabkinematik nach dem Scherenprinzip mit direkter Erfassung des TCP Aktenzeichen: 198 50 899.9 und 199 02 867.2

Eine weitere Entkopplung der Meßschere MS1, MS2 zur Nachgiebigkeit der belasteten Führungsschiene F kann erreicht werden, wenn die beiden an triebsseitigen Enden am Meßschlitten gelenkig befestigt sind, die auf geson derten Führungsschienen für Meßzwecke gleiten, wobei die Lage der Schlitten mit einem Linearmaßstab und die Winkellage der λ-förmigen Meß schere gegenüber der Führungsbahn mittels eines Drehgebers erfaßt wer den.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebstechnik für die Fußpunkte der λ-förmigen Schere ist gegeben, wenn die Fußpunkte der λ- förmigen Schere gelenkig mit dem einen Ende eines Teleskopantriebes ver bunden sind, die sich parallel zur vorhandenen oder gedachten Führungs bahn bewegen, und das andere Ende des Teleskopantriebes entweder an dem anderen Fußpunkt der λ-förmigen Schere oder an dem ortsfesten Ge stell befestigt ist. Die Teleskopantriebe können vorzugsweise als Hydrau likzylinder oder Kugelrollspindelsysteme mit Elektroantrieb ausgebildet sein.

In Abwandlung zur 6achsigen Anordnung gemäß Fig. 9 und 10 lassen sich erfindungsgemäß auch andere Kinematiken für 3 bis 6 Achsen ableiten, die aufgrund ihrer spezifischen Aufbaueigenschaften ggf. besondere Einsatz vorteile besitzen. So läßt sich eine raumsparende 3achsige Anordnung ge mäß Fig. 17 mit nur einer λ-förmigen Schere aufbauen, deren Antriebe A1, A2 auf einer Führungsschiene laufen, deren Längsachse drehbar um den Winkel ϕ mittels eines Antriebs M1 positioniert werden kann. Mittels eines Parallelogrammes E2, E2' wird die Orientierung des Trägers T in z-Richtung konstant gehalten. Mittels weiterer Drehgelenke am Träger T kann die 3achsige Anordnung erweitert werden. In Fig. 17 ist dies über einen Greifer G demonstriert, der um den Winkel α verdrehbar ist mit Hilfe eines in den Träger T integrierten Motors.

Eine abgewandelte 3achsige Anordnung zeigt Fig. 18. Anstelle einer Dre hung der Führung um die Längsachse z. B. entsprechend Fig. 17 bleibt hier die Führungsbahn F gestellfest und die Drehung wird mittels einer gemeinsa men Welle W in die Fußpunkte G1, G2, G2' der λ-förmigen Schere eingelei tet. Zu diesem Zweck muß die Welle W im Winkel ϕ über einen Antrieb A3 positionierbar sein und die Gelenke der Fußpunkte, die mit den linearen An trieben A1, A2 verbunden sind, müssen drehfest aber verschiebbar gegen über der Welle W angeordnet werden. Eine entsprechende Ausführungsform zeigt Fig. 19, wobei die drehfeste aber verschiebbare Verbindung der Welle gegenüber dem Gelenk G1 über eine Nut-(N)/Zapfenverbindung (Z) herge stellt wird. Der Antrieb A1 führt über eine Klauenverbindung K das Gelenk in Längsrichtung z.

Eine hinsichtlich der Nachgiebigkeit des Trägers T stabilere 3achsige Anord nung entsteht durch die Kombination zweier Scheren, deren Fußpunkte ge lenkig mit den linearen Antrieben A1. . .A4 verbunden sind, wobei die An triebe A1, A2 einer Führungsbahn F1 und die Antriebe A3, A4 einer Füh rungsbahn F2 gemäß Fig. 20a, b zugeordnet sind. Die Laufflächen der Füh rungsbahnen F1, F2 sind gegeneinander um einen Winkel verdreht. Quer zur Laufrichtung sind jeweils zwei λ-förmige Scheren E1, E2 mit E1', E2' bzw. E3, E4 mit E3', E4' als Parallelogramm angeordnet und mit ihren Fuß punkten gelenkig mit den Antrieben A1. . .A4 verbunden sowie mit ihrer an deren Seite an dem beweglichen Träger so befestigt, daß die Befestigungs ebene am Träger parallel zur Lauffläche der Führungsbahn ausgerichtet ist. 3achsige Anordnungen können zu 4, 5 oder 6achsigen Anordnungen erwei tert werden, indem in den beweglichen Träger T entsprechend weitere Ach sen integriert werden. Eine vorteilhafte Anordnung zur Erweiterung zeigt Fig. 21a. . .c, wobei in den Träger T eine zur z-Achse rechtwinklig stehende Drehachse PA integriert ist, um für die Spindel SP eine horizontale (z. B. x- Richtung) oder vertikale (z. B. z-Richtung) Bearbeitungsrichtung zu ermögli chen.

Claims

Zusatzansprüche zur Patentanmeldung
Mehrachsige Parallelstabkinematik nach dem Scherenprinzip mit direkter Erfassung des TCP
Aktenzeichen: 198 50 899.9 und 199 02 867.2
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden antriebsseitigen Enden der Meßschere MS1, MS2 gelenkig mit Gleitern verbunden sind, die auf einer separaten Führungsschiene laufen und deren Position auf der Führungsschiene mittels eines Linearmaßstabes und die Winkellage der λ-förmigen Schere zur Führungsschiene mittels eines Drehge bers erfaßt werden.
27. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußpunkte der λ-förmigen Schere gelenkig am Schlitten einer Führungsbahn befestigt sind, die durch Teleskopantriebe verschoben werden, deren eine Seite an einem der beiden Fußpunkte der λ-förmigen Schere angreift und deren an dere Seite entweder an dem anderen Fußpunkt der Schere oder an dem ortsfesten Gestell befestigt ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine 3achsige Anordnung gemäß Fig. 17 dadurch entsteht, daß die Fußpunkte einer λ-förmigen Schere gelenkig mit Linearantrieben A1, A2 verbunden sind, die sich auf ei ner um die Längsachse mit dem Winkel ϕ drehbar positionierbaren Führung F bewegen, die Schere nur Gelenke mit einem Freiheits grad besitzt und der bewegliche Träger T am Ende der Schere mit tels eines Parallelogrammes E2, E2' in der Orientierung konstant gehalten wird.
29. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine 3achsige Anordnung gemäß Fig. 18 und 19 dadurch entsteht, daß die Führungsbahn F für die linea ren Fußpunktantriebe A1, A2 der λ-förmigen Schere gestellfest an geordnet wird und die Winkeldrehung ϕ der Schere aus einer ge meinsamen Welle W in die Fußpunkte G1, G2, G2' der Schere ein geleitet wird.
30. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine 3achsige Anordnung gemäß Fig. 20a, b dadurch entsteht, daß jeweils zwei quer zur Längsrichtung z parallel ausgerichtete Scherenpaare E1, E2, E1', E2' und E3, E4, E3', E4' an einem beweglichen Träger parallel zur Führungsbahn angelenkt sind und die Fußpunkte der beiden Scherenpaare auf An triebsschlitten geführt werden, deren Führungsbahnen in Längsrich tung gegeneinander verdreht sind, wobei die Orientierung des Trä gers T in Längsrichtung z über ein Parallelogramm E4, E4" fixiert wird.
31. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Fig. 21a. . .c die 4achsige An ordnung nach Fig. 7a, b durch Ergänzung einer weiteren Positionier drehachse PA im beweglichen Träger T zu einer mindestens 5achsigen Anordnung erweitert wird.
32. Vorrichtung nach den Ansprüchen 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Fig. 19a. . .c die 3achsige An ordnung gemäß Fig. 18a, b durch Ergänzung weiterer Positionier drehachsen PA im beweglichen Träger T zu einer mindestens 4achsigen Anordnung erweitert wird.