BRPI0709591A2 - dispositivo de posicionamento - Google Patents

Abstract

<B>DISPOSITIVO DE POSICIONAMENTO.<D> A presente invenção refere-se a um dispositivo de posicionamento tendo uma estrutura de suporte, tendo um transportador de trabalho (22) e tendo tirantes de comprimento ajustável (70, 72; 186) que são respectivamente conectados, por um lado, na estrutura de suporte e, por outro lado, no transportador de trabalho (22), em que os tirantes (70, 72; 186) são montados de modo móvel nos pontos de conexão na estrutura de suporte e no transportador de trabalho (22), em que pelo menos alguns dos tirantes (70, 72; 186) são ajustáveis em comprimento e em que pelo menos alguns dos tirantes (70, 72; 186) têm um acionamento para ajustar seu comprimento. Pelo menos seis dos tirantes (70, 72; 186) são dispostos em pares. No caso de um par de tirantes (58, 60, 62; 126), os tirantes (70, 72; 186) são dispostos em paralelo, e cada par de tirantes (58, 60, 62; 126) tem um mancal pivó (24, 26, 30, 32; 78, 80; 84), em uma primeira extremidade da extensão longitudinal dos tirantes (70, 72; 186). Finalmente, cada par de tirantes (58, 60, 62; 126), também tem um segundo mancal em uma segunda extremidade da extensão longitudinal de cada tirante (70, 72).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVODE POSICIONAMENTO".

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a um dispositivo de posiciona- mento tendo uma estrutura de suporte, tendo um transportador de trabalho etendo tirantes de comprimento ajustável que são respectivamente conecta-dos, por um lado, na estrutura de suporte e, por outro lado, no transportadorde trabalho, em que os tirantes são montados de modo móvel nos pontos deconexão na estrutura de suporte e no transportador de trabalho, em que pelomenos alguns dos tirantes são ajustáveis em comprimento e em que pelomenos alguns dos tirantes têm um acionamento para ajustar seu compri-mento.

A partir da técnica anterior, têm se tornado conhecidos dispositi-vos de posicionamento diferentes do tipo genérico, que são usados em umavariedade de campos técnicos. Os dispositivos de posicionamento conheci-dos servem para manter um objeto em posição. Tais dispositivos de posicio-namento são portanto usados, por exemplo, para posicionar uma peça detrabalho com relação a uma ferramenta tal que a peça de trabalho possa sertrabalhada com a ajuda da ferramenta. Na indústria automobilística, umaparte de carroceria de um veículo, por exemplo, é posicionada em uma esta-ção de trabalho ou similar com a ajuda de uma pluralidade de dispositivos deposicionamento. A carroceria do veículo assim posicionada pode então sertrabalhada por, por exemplo, robôs de soldagem.

Assim, a patente US 5.787.758 descreve um dispositivo de posi-cionamento de três eixos que serve para o posicionamento de objetos taiscomo, por exemplo, peças de trabalho, ferramentas, sensores, superfíciesópticas, e assim em diante. O dispositivo de posicionamento conhecido temuma estrutura de suporte, que é conectada por elementos de posicionamen-to a um componente de máquina ajustável. O componente de máquina rece-be o objeto e, pela atuação dos elementos de posicionamento, pode ser mo-vido e posicionado com relação à estrutura de suporte. No entanto, o com-ponente de máquina é pretendido ser móvel somente na direção dos eixosde um sistema de coordenadas Cartesiano do componente de máquina, aorigem do qual é fixamente conectada no componente de máquina. Umainclinação, pivotamento ou rotação do componente de máquina em tornodestes eixos é pretendida ser impedida. Para este propósito, o dispositivo deposicionamento conhecido tem três tirantes, que são fixados, por um lado,na estrutura de suporte e, por outro lado, no componente de máquina. Ostirantes são aqui conectados e configurados com as ditas partes, de tal ma-neira que impedem o componente de máquina de ser pivotado em torno des-tes eixos. Os tirantes têm duas partes de tirante, que são conectadas porarticulação uma na outra, de modo que o comprimento do tirante pode serajustado ou alterado pelo tirante sendo aberto dobrado ou fechado.

Tais dispositivos de posicionamento têm o inconveniente, emparticular, que ocupam muito espaço e ambiente. Isto pode levar a proble-mas, particularmente se o dispositivo de posicionamento estiver disposto emuma linha de produção ou similar, desde que aqui exista em geral pouco es-paço disponível entre os robôs, correias de transporte, partes estruturais, eassim em diante. Além do mais, os dispositivos de posicionamento conheci-dos não têm rigidez necessária para ser capaz de contar as cargas algumasvezes muito altas. Em adição, a montagem dos dispositivos de posiciona-mento conhecidos vem a ser muito complexa.

O objetivo da invenção é definir um dispositivo de posicionamen-to que é de construção compacta e pouco espaçosa e tem uma alta rigidez.

Este objetivo é alcançado por um dispositivo de posicionamentotendo uma estrutura de suporte, tendo um transportador de trabalho e tendotirantes de comprimento ajustável com os aspectos definidos na reivindica-ção de patente 1.

Conseqüentemente, um dispositivo de posicionamento da inven-ção do tipo estabelecido na introdução é caracterizado pelo fato de que pelomenos seis dos tirantes são dispostos em pares, em que, em um par de ti-rantes, os tirantes são dispostos em paralelo, em que cada par de tirante,em uma primeira extremidade da extensão longitudinal dos tirantes, tem ummancai pivô, e em que cada par de tirantes, em uma segunda extremidadeda extensão longitudinal de cada tirante, tem um segundo mancai.

É desse modo assegurado de acordo com a invenção que, em-bora as forças sejam absorvidas por cada tirante individualmente, cada parde tirantes, visto como um binário de forças, pode também absorver um tor-que. A carga média dos tirantes é reduzida por meio disto. Além do mais, adisposição paralela dos tirantes em pares de tirantes se completa com dese-nhos especiais do mancai pivô em uma extremidade da extensão longitudi-nal dos tirantes, e exibe uma rigidez vantajosa da estrutura total. Uma van-tagem adicional de tal disposição de tirantes pode ser vista no fato de que odispositivo de posicionamento é desenhado de modo relativamente compac-to em relação às forças e torques que pode suportar.

Em uma modalidade vantajosa do assunto da aplicação, os ti-rantes são precisamente seis em número.

O dispositivo de posicionamento assim tem precisamente trêspares de tirantes de comprimento ajustável, que, dada a disposição espacialapropriada na estrutura de suporte, conduzem as forças e torques de umapeça de trabalho para dentro da estrutura de suporte em uma maneira parti-cularmente vantajosa.

De acordo com a invenção, é também estabelecido que cada parde tirantes tenha um acionamento comum.

Desta maneira, o dispositivo de posicionamento ainda se tornamais compacto no total e a complexidade de controle para controlar os acio-namentos é correspondentemente menor.

É adicionalmente vantajoso se o acionamento é conectado aopar de tirantes respectivo por uma conexão de preservação de ângulo, emparticular uma correia, uma correia dentada, um sistema de engrenagem ourodas de engrenagem.

Modalidades vantajosas adicionais do dispositivo de posiciona-mento de acordo com a invenção podem ser derivadas das reivindicaçõesdependentes adicionais.

Com base das modalidades ilustrativas representadas nos de-senhos, a invenção, modalidades vantajosas e aperfeiçoamentos da inven-ção, bem como as vantagens particulares da mesma, devem ser explicadase descritas em mais detalhes abaixo, em que:

a figura 1 mostra um primeiro plano básico de um par de supor-tes de comprimento variável,

a figura 2 mostra um primeiro plano para o acoplamento de umpar de suportes,

a figura 3 mostra uma vista tridimensional de uma primeira mo-dalidade de um dispositivo de posicionamento,

a figura 4 mostra uma vista de topo da modalidade do dispositivode posicionamento,

a figura 5 mostra uma representação detalhada de uma sapatade par de tirantes do dispositivo de posicionamento,

a figura 6 mostra uma segunda representação detalhada da sa-pata de par de tirantes, parcialmente realizada como um diagrama de seção,

a figura 7 mostra um esquema básico de um acionamento decorreia dentada para um par de suportes,

a figura 8 mostra uma vista detalhada dos cabeçotes de tirantedo par de tirantes,

a figura 9 mostra uma primeira posição exemplar,

a figura 10 mostra uma segunda posição exemplar,

a figura 11 mostra uma terceira posição exemplar, e

a figura 12 mostra uma quarta posição exemplar do dispositivode posicionamento,

a figura 13 mostra um segundo plano para o acoplamento de umpar de suportes,

a figura 14 mostra um terceiro plano para o acoplamento de umpar de suportes,

a figura 15 mostra um segundo exemplo de um acionamentocomum para um par de tirantes,

a figura 16 mostra uma vista detalhada do segundo exemplo nopar de tirantes,

a figura 17 mostra uma primeira disposição exemplar,a figura 18 mostra uma segunda disposição exemplar de um parde tirantes com freios separados, e

a figura 19 mostra uma terceira disposição exemplar.A figura 1 mostra um plano básico 10 de um par de suportes dainvenção de um dispositivo de posicionamento, em que um primeiro tirante12 e um segundo tirante 14 são dispostos em paralelo e a uma distância queé predeterminada pela construção. Ambos os tirantes 12, 14 são ajustáveisem seu comprimento, na medida em que é representado o primeiro plano 10por uma disposição de pistão-cilindro 16. Neste contexto, tipos diferentes de acionamento são aqui concebíveis, tais como, por exemplo, hidráulico,pneumático ou elétrico, mas também um ajuste de comprimento mecânico,que é então por sua vez movido por um acionamento pneumático, hidráulicoou elétrico. Similarmente, um ajuste manual é adicionalmente concebívelpara ser usado, por exemplo, com a ajuda de uma manivela, na eventualida-de de uma falha de acionamento.

Os tirantes 12, 14, em uma primeira extremidade de sua exten-são longitudinal, representados no topo na figura 1, são fixamente conecta-dos por uma primeira 18 e uma segunda junta Cardan 20 em uma estruturade suporte 22. Neste caso, cada junta Cardan 18, 20 respectivamente tem um primeiro 24 e um segundo mancai pivô 26. Os primeiros mancais pivô 24são aqui conectados fixamente na estrutura de suporte 22, e têm uma dis-tância fixa ditada pela construção. Além do mais, os primeiros mancais pivô24 são dispostos de modo que têm um primeiro eixo pivô comum 28. Na se-gunda extremidade de sua extensão longitudinal, os tirantes 12, 14 respecti-vãmente têm um terceiro mancai pivô 30, estes terceiros mancais pivô 30sendo montados conjuntamente em um quarto mancai pivô 32. É desse mo-do assegurado de acordo com a invenção que os terceiros mancais pivô 30,também têm uma distância predeterminada pela construção e conjuntamen-te pivotam em um segundo eixo pivô 34. O segundo eixo pivô 34 é distanci-ado por uma quantidade predeterminada do eixo pivô 28, onde o compri-mento necessário dos pares de tirantes é definido. O mancai de pivô comum32 com o eixo pivô 34 é por sua vez fixamente conectado em uma platafor-ma móvel 38 que é utilizada como um transportador de trabalho. Conectadodesta maneira, a plataforma 38 adquire, em relação a uma estrutura de su-porte fixa 22, a mobilidade simbolizada pelas setas na figura 1. A distânciados eixos pivô 28 e 34 aqui altera de acordo com a posição e orientação da plataforma, por exemplo o eixo 34 pode se alongar para a posição do eixo36.

Com o plano de mancai, descrito em mais detalhes acima, paraa montagem inferior dos tirantes 12, 14, são obtidos aqueles graus de liber-dade para a montagem como um todo, que são mostrados na figura pelas direções de seta referidas como X, Y e Z.

Para um acionamento mecânico comum e de comprimento sín-crono dos pares de tirantes, três modalidades são possíveis de acordo coma invenção. A figura 2 mostra um primeiro plano 40 para o acoplamento ciné-tico do par de tirantes, cujo acoplamento, com a ajuda de uma disposição de junta articulada, transmite a energia de acionamento de um motor para umpar de tirantes em uma maneira específica. Em um dispositivo de posicio-namento de acordo com a invenção, esta disposição de junta articuladapermite que a energia de acionamento do motor seja transmitida indepen-dente da posição e orientação do par de tirantes pivotado, sem isto resultarem uma deformação ou bloqueio. Respectivamente um dos dois eixos 42 e43, pode ser usado como o eixo do lado de acionamento ou do lado de saí-da. Se o eixo 42 é usado como o eixo do lado de saída, por exemplo, entãoeste deve estar disposto paralelo à haste de tirante respectiva 12 ou 14 apartir da figura 1. O eixo do lado de acionamento 43 é desacoplado pela dis- posição de junta articulada descrita, da posição e orientação de um tirante epode ser atribuído, com seu mancai giratório 46, tanto a uma estrutura desuporte 22 quanto ao corpo de eixo do mancai pivô 24. De acordo com ainvenção, duas disposições de junta articulada 40 são exigidas para acionarum par de tirantes. Desse modo torna possível distribuir a energia de acio-namento necessária para o ajuste de tirante de um mecanismo de aciona-mento para ambos os tirantes. Neste caso, é irrelevante em que extremidadedos tirantes os mancais respectivos sejam dispostos. Na figura 1, as combi-nações de junta articulada 30, 32 e as juntas articuladas individuais das jun-tas Cardan 18, 20 poderiam ser mutuamente trocadas ou substituídas. As-sim, ambas as juntas articuladas 30, 32 poderiam também ser dispostas naextremidade superior dos tirantes 12, 14, enquanto as juntas Cardan 18, 20poderiam ser dispostas na extremidade inferior. Conseqüentemente, a dis-posição de junta articulada 40 pode ser atribuída tanto às juntas articuladasdo lado da plataforma quanto às juntas articuladas da estrutura de suporte afim de transmitir a energia de acionamento para o par de tirantes. Entre umprimeiro 44 e um segundo 46 mancai giratório, no primeiro eixo rotacional 42está disposto um elemento de compensação de comprimento de modo tor-cional rígido 48, bem como uma terceira junta Cardan 50. Desta maneira, ofuncionamento de um acionamento mecânico de comprimento síncrono ecomum dos pares de tirante é realizado por meios técnicos particularmentefavoráveis, usando elementos padrões da técnica. É também concebível queas forças de mancai dos dois mancais giratórios 44 ou 46 sejam absorvidasem um alojamento comum.

A figura 3 mostra um primeiro dispositivo de posicionamento 52como uma vista tridimensional. Uma placa base 54 é conectada pelos pri-meiros elementos de conexão 56 em um primeiro 58, um segundo 60 e umterceiro 62 par de tirantes. A placa base 54 é de configuração grosseiramen-te do tipo colméia, uma primeira extremidade de pares de tirantes 58, 60, 62,a saber a extremidade inferior sendo disposta em cada segundo lado da pla-ca de base 54. Desta maneira, uma posição de partida linearmente simétricapara os pares de tirantes 58, 60, 62 é atingida, que tem um efeito particular-mente favorável nas forças a serem absorvidas pelo dispositivo de posicio-namento 52 e sua transmissão progressiva.

Cada tirante de um dos pares de tirantes 58, 60, 62 é conectadoem sua extremidade superior, por meio respectivamente de uma junta uni-versal 64, em uma placa de ferramenta 66. As juntas universais 64 são jun-tas Cardan e a placa de ferramenta 66 é configurada no exemplo presentecomo um disco. Quando se espaçam as juntas universais 64 de cada tirantede um par de tirantes 58, 60, 62, deve-se tomar cuidado em assegurar queos tirantes podem se encontrar paralelos um ao outro. Além do mais, o diâ-metro da placa de ferramenta 66 é escolhido menor que o diâmetro externoda placa de base 54, de modo que os pares de tirante respectivamente têmum ângulo específico èm uma perpendicular imaginária na placa de base 54,em qualquer eventualidade em uma posição de partida em que os pares detirante têm um comprimento igual. Esta posição de partida pode, no entanto,mudar de acordo com a facilidade de ajuste de comprimento dos tirantesindividuais.

A placa de ferramenta 66 tem um número de recortes 68, por exemplo furos de sondagem, furos diretos ou furos roscados, que permitemque várias ferramentas sejam encaixadas dentro desta placa de ferramenta66. Em casos simples, tal ferramenta é um pino, um pegador de localizaçãoou algum outro elemento de conexão na peça de trabalho.

Baseadas no primeiro par de tirantes 58, várias partes estrutu-rais que pertencem a cada um dos pares de tirantes 58, 60, 62 são descritasem mais detalhes. O primeiro par de tirantes 58 aqui tem um primeiro 70 eum segundo 72 tirante, que consistem substancialmente em um primeiro 74e um segundo 76 elemento estrutural cilíndrico. O segundo elemento estru-tural cilíndrico 76 é aqui guiado no primeiro 74 tal que um alongamento te-lescópico dos elementos estruturais 74, 76 é permitido, os elementos estru-turais cilíndricos 74, 76 de preferência tendo, reciprocamente, um grau deliberdade rotacional ao longo do eixo simétrico comum, por cuja razão, deacordo com a invenção, somente forças de tração e compressão, mas ne-nhum torque, podem ser aplicadas nos tirantes e uma deformação do dispo-sitivo de posicionamento é evitada. Usualmente, o alongamento dos elemen-tos estruturais é efetuado por meio de um eixo integrado ou acionamentoroscado.

Uma junta universal 64 em cada um dos tirantes 70, 72 serverespectivamente para assegurar que a distância predeterminada entre ostirantes no ponto de conexão da placa de ferramenta 66 é não-variável. Ajunta universal 64 tem uma montagem cardânica, o que quer dizer os tiran-tes 70, 72 são fornecidos em princípio com uma montagem tendo dois grausde liberdade. Na extremidade inferior do primeiro tirante 70 está disposto umquinto mancai pivô 78 e, de modo correspondente, na extremidade inferiordo segundo tirante 72, um sexto mancai pivô 80. A distância entre o quinto78 e o sexto 80 mancai pivô, relacionado aos centros de eixo de mancai,corresponde à distância das juntas universais superiores 64. O efeito disto éque os tirantes 68, 70 são definitivamente dispostos paralelos um ao outro,na medida em que têm um comprimento igual. Este é um problema relacio-nado a um alongamento ou encurtamento síncrono dos tirantes 68, 70, quedevem ser descritos em mais detalhes posteriormente.

O quinto 78 e o sexto 80 mancai pivô são suportados por seuseixos de mancai tal que podem ser pivotados somente perpendiculares a umeixo de mancai adicional 82 de um sétimo mancai pivô 84. O sétimo eixopivô 84 é aqui situado tangencialmente a um círculo imaginário em torno deuma perpendicular virtual à placa de base 54, para ser preciso, em seu pon-to central.

Para um acionamento de comprimento síncrono e comum deseu mecanismo de ajuste de comprimento, o primeiro par de tirantes 58 temum acionamento elétrico comum 86, que na região menor dos tirantes 70, 72é conectado por um elemento de conexão 88 em uma estrutura de suporte90. A estrutura de suporte 90 é conectada no eixo de mancai 82 de tal ma-neira que, quando o eixo é rodado, isto é, é pivotado conjuntamente, tal queo elemento de conexão 88 e o motor elétrico 86 sejam pivotados conjunta-mente na eventualidade de um movimento pivô. É desse modo asseguradoque a posição relativa do motor elétrico 68 com as sapatas de tirante do pri-meiro par de tirantes 58 não muda. Os detalhes de uma transmissão de for-ça possível ou transmissão de torque do motor elétrico 68 para o primeiropar de tirantes 58 são explicados em maiores detalhes posteriormente, des-de que, em princípio, várias opções sejam obtidas neste caso.

A figura 4 mostra o primeiro dispositivo de posicionamento 52em uma vista de topo da placa de ferramenta 66 a partir de cima, em que ospares de tirantes 58, 60, 62 têm um comprimento igual, de modo que a placade ferramenta 66 nesta vista está disposta centralmente de modo precisoacima da placa de base 54. Nesta figura, os símbolos de referência para asmesmas partes, que podem também ser vistas na figura 3, são usados demodo correspondente A partir desta figura, através da ilustração dos eixosde mancai pivô, a saber o eixo de mancai 82 e os eixos de mancai pivô cor-respondentes dos pares de tirantes adicionais 60, 62, pode ser juntado deforma que uma disposição simétrica dos pares de tirantes 58, 60, 62 em umtriângulo eqüilátero foi escolhida, cuja disposição, pelo menos nesta posiçãode partida da placa de ferramenta 66, produz uma distribuição favorável, uni-forme e simétrica, das forças e torques que poderiam atuar na placa de fer-ramenta 66, entre os pares de tirantes individuais 58, 60, 62. Desta maneira,um esboço idêntico favorável de cada uma das partes estruturais individuaisé possível e a possibilidade é fornecida, através do desenho homogêneo dospares de tirantes 58, 60, 62 e também de suas montagens e mecanismo deacionamento, de respectivamente desenhar e produzir somente tipo de acio-namento e de par de tirantes, que então dá origem ao dispositivo de posicio-namento correspondente.

A figura 5 mostra um aumento detalhado da sapata do primeiropar de tirantes 58, em que o motor elétrico 68, o elemento de conexão 88, osexto mancai pivô 80, o eixo de mancai 82 e o primeiro elemento de cone-xão 56 são representados em uma escala aumentada. Na figura, elementosde conexão inferiores 92 são claramente mostrados, que conectam a primei-ra parte estrutural cilíndrica 74 do primeiro tirante 70 fixamente em uma pri-meira forquilha pivô 94 do quinto mancai pivô 74. O sexto mancai pivô 80 dosegundo tirante 72 é também conectado a uma forquilha pivô corresponden-te 94.

Nesta figura, é ainda representada em uma escala aumentadauma conexão mecânica que existe entre uma submontagem inferior 96 e asegunda parte estrutural cilíndrica 76 ou a parte estrutural correspondentedo segundo tirante 72.

A Figura 6 mostra em uma seção transversal através do eixo demancai 82, uma primeira modalidade da conexão mecânica 95 na forma deuma quarta 98 e uma quinta 100 junta Cardan de acordo com o primeiro pia-no na figura 2. As juntas Cardan 98, 100 são, por um lado, conectadas àshastes 102, que efetuam um movimento de rotação da segunda parte estru-tural cilíndrica 76 abaixo da parte estrutural correspondente do segundo ti-rante 62. Por outro lado, as juntas Cardan 98, 100 são conectadas a elemen-tos de acoplamento 104, que por sua vez são conectados o eixos motor 106.

Na submontagem inferior 96 (não representada em detalhe), é asseguradoque o acionamento 86 aciona ambos os eixos motor 106 em uma mesmavelocidade, desse modo assegurando que os pares de tirantes alongam ouencurtam uniformemente em sua extensão longitudinal. Na modalidade re-presentada do primeiro par de tirantes 58, é pretendido que isto seja realiza-do pelo acionamento comum através de uma roda de engrenagens comum,que nesta figura, no entanto, não se encontra no plano da imagem e assimnão é representada. Neste tipo de acionamento, deve-se tomar cuidado paraassegurar que um dos segundos elementos estruturais 76 é estendido poruma rotação esquerda, enquanto o outro é acionado por uma rotação direitae é assim alongado por uma rotação direita (ou vice-versa). Em um encur-tamento, o acionamento funciona com uma direção rotacional corresponden-temente trocada.

A figura 7 mostra uma segunda opção de desenho para um a-cionamento de um mecanismo para ajustar o comprimento de pares de tiran-tes, a diferença essencial entre a modalidade ilustrativa da figura precedentee esta sendo evidente pelo fato de que um segundo motor elétrico 108 acio-na uma correia dentada 110, que é adicionalmente operada por meio daspolias de acionamento 112, que satisfazem substancialmente a função doseixos motor 106 da modalidade previamente apresentada. A tensão na cor-reia dentada é obtida por meio de duas polias de tensão ajustáveis 107, queaplicam em um lado posterior sem dente da correia dentada 100 uma forçapredefinível pelo ajuste e desta maneira mantêm a correia dentada 110 emuma tensão inicial predeterminada pelo esboço. Na segunda modalidade107, é adicionalmente obtido um acionamento para as segundas partes es-truturais cilíndricas 76 que é equidirecional, de modo que, no desenho dostirantes, vantajosamente não tem que ser prestada atenção à direção rota-cional no acionamento das partes estruturais.

A figura 8 mostra a extremidade superior dos pares de tirantes58, 60, 62 em seu ponto de conexão com a placa de ferramenta 66. Nestafigura, também, partes conhecidas e partes estruturais são fornecidas com símbolos de referência correspondendo àqueles que foram previamente in-troduzidos. Na figura 8, os eixos articulados 114 são ilustrados a fim de tor-nar os graus de liberdade das juntas tão visíveis quanto possível. Na figuraseguinte, a aparência de posições possíveis com o primeiro dispositivo deposicionamento, fornecido com tais juntas 64, é mostrada.

A figura 9 mostra uma primeira posição 116 do primeiro disposi-tivo de posicionamento 52, em que a placa de peça de trabalho 66 está dis-posta centralmente de modo preciso acima da placa de base 54 e, além domais, os pares de tirantes 58, 60, 62 foram retraídos a seu comprimento mí-nimo.

A figura 10 mostra uma segunda posição 118 do primeiro dispo-sitivo de posicionamento 52, em que a placa de ferramenta 66 é igualmentedisposta centralmente de modo preciso acima da placa de base 54, ainda ospares de tirantes 58, 60, 62 têm seu comprimento máximo. Na vista combi-nada da figura 10 com a figura 9, pode ser visto como a placa de ferramenta66 pode ser posicionada ao longo de um de seus eixos de movimento.

A figura 11 mostra uma terceira posição 120 do primeiro disposi-tivo de posicionamento 52, em que os pares de tirantes 58, 60, 62 têm umcomprimento médio em comparação com aquele da figura 9 e da figura 10.

A figura 12 mostra uma quarta posição 122 do primeiro dispositi- vo de posicionamento 52, em que o par de tirantes mostrado na esquerda naimagem tem uma extensão longitudinal mais curta que os dois outros paresde tirantes, de modo que, na análise final, a placa de ferramenta 66 está dis-posta quase diretamente acima do par de tirantes mostrado na esquerda naimagem. O disco de placa de ferramenta é aqui ainda disposto paralelo àplaca de base 54, como também nas figuras precedentes. A figura ilustraque, de acordo com o efeito de força e torque na placa de ferramenta 66,não somente as forças de compressão atuam nos pares de tirantes 58, 60,62, mas também forças de tração, dependendo de como a força ou o torqueatua na placa de ferramenta 66.

A figura 13 refere-se a uma segunda modalidade 124 de umasubmontagem inferior, que transmite a energia de acionamento de um motorpara um par de tirantes em uma maneira específica. Esta figura mostra me-ramente um plano da interação de vários elementos estruturais, os símbolosdos elementos estruturais tendo sido escolhidos para ser os mesmos que nafigura 1 ou 2. Portanto, somente as diferenças fundamentais em comparaçãocom os sistemas de acionamento precedentes devem também ser descritasabaixo.

A energia de acionamento para um quarto par de tirantes 126 éfornecida por um eixo motor 128. Como o eixo motor 128 propriamente dito éacionado não é representado em detalhes, embora isto possa ser feito demodo pneumático, hidráulico, ou elétrico ou em outras maneiras conhecidas pela pessoa versada na técnica. Por meio de um sistema de engrenagens130, a energia de acionamento do eixo motor 128 é transmitida para os tiran-tes do quarto par de tirantes 126. No exemplo escolhido, o sistema de en-grenagens 130 tem um primeiro pinhão 132, que é conectado a um primeiroeixo de conexão 134 e na situação de acionamento roda o mesmo. A rota-ção faz um segundo pinhão 136 ser acionado, que está disposto em umaprimeira haste de tirante 138. De modo correspondente, um terceiro pinhão140, que está disposto no eixo motor 128, aciona um segundo eixo motor142, que por sua vez aciona um quarto pinhão 144, que é por sua vez dis-posto em uma segunda haste de tirante 146. As hastes de tirante 138, 146são rotativas em torno de seu eixo longitudinal e são montadas de modo cor-respondente, a montagem apontando para extremidade de tirante sendo su-portadas, em uma maneira já descrita acima, com uma montagem cardânica148. A fim de absorver as forças de mancai de um segundo mancai nas has-tes de tirante 138, 146, são fornecidas as hastes de conexão 150, que co-nectam o acionamento na dita montagem. Isto é simbolizado na figura pelashastes de conexão correspondentes 150, que conectam os símbolos demancai correspondentes no eixo motor 128 nos símbolos de mancai corres-pondentes nas hastes de tirante 138, 146. É também igualmente concebívelque, em vez de tais hastes de conexão 150, um alojamento absorva as for-ças de mancai. Um mecanismo de compensação de comprimento torcional-mente rígido 127 finalmente permite que o par de tirantes seja pivotado con-juntamente em torno dos eixos rotacionais 26, sem prejudicar a transmissãoda energia de acionamento.

Como é mostrada pela figura 14, a terceira modalidade 152 doacionamento de acordo com a invenção usa um acionamento de correia 152,que pode ser realizado, por exemplo, como uma correia dentada ou comouma correia em V, ou como uma correia de tração, para acionar duas poliasde acionamento 154. As polias de acionamento 154 atuam respectivamenteem uma primeira engrenagem chanfrada 156 de um jogo de engrenagenschanfradas 158, que aciona uma segunda engrenagem chanfrada 160 dojogo de engrenagens chanfradas 158, que atua nas hastes de tirantes 162.Estas hastes de tirantes 162 são montadas de modo cardânico em umamontagem universal 164.

A figura 15 mostra um desenho da terceira modalidade 152, queé esquematicamente representado na figura 14 e é mostrado, em princípio,nesta figura como uma proposta de desenho. As partes estruturais visíveiscorrespondentes são portanto também fornecidas com os símbolos de refe-rência de acordo com a figura 14.

Neste desenho, provou de fato ser particularmente favorável quevárias funções técnicas se encontrem respectivamente em um plano, cujasfunções sejam indicadas na figura por quadrados correspondentes. Um pri-meiro plano 166 é assim obtido, em que o acionamento é efetuado por meiodas polias de acionamento 154 e a correia de acionamento 153. Um segun-do plano 168 é formado pelas hastes de tirante 138, 146 e as montagenscorrespondentes nas duas extremidades das hastes de tirante 138, 146. Umterceiro plano 170 é formado por um disco de ferramenta, que nesta figura,no entanto, não é mostrado, enquanto um quarto plano 172 é definido peloseixos rotacionais das polias de acionamento 154. Finalmente, um quinto pla-no 174 é também tornado visível, que se encontra paralelo ao quarto plano172 e é definido por um ponto de mancai 176, a saber um mancai pivô, quese encontra mais perto de uma sapata de suporte 178. Neste caso, a sapatade suporte 178 do elemento de conexão é para uma estrutura de base (nãorepresentada nesta figura), na qual esta modalidade poderia ser conectada.

A figura 16 mostra uma representação em seção da terceira mo-dalidade 152, por cuja razão os símbolos de referência como antes são usa-dos novamente. Em particular, nesta figura deve ser mostrado que um motorde torque 178 está disposto tal que aciona uma das polias de acionamento154 por meio de um eixo 180. A outra polia de acionamento 154 é por suavez acionada por meio da correia de acionamento 153, que aciona um eixoadicional 182. Por meio do eixo 180 e o eixo adicional 182, os eixos secun-dários correspondentes 184 dos tirantes de comprimento ajustável 186 sãoacionados. Neste caso, a distância entre os tirantes ajustáveis individuais186 é fixada pela distância ditada pela construção entre o eixo 180 e o eixoadicional 182 e pelo ponto de conexão em uma placa de ferramenta (nãorepresentada) na outra extremidade dos tirantes de comprimento ajustável186 na região das juntas universais superiores 190. No eixo adicional 182,no lado voltado para longe da polia de acionamento 154, um freio 188 estádisposto, que onde necessário, bloqueia o eixo adicional 182. Desta manei-ra, meios simples podem ser usados para assegurar que os tirantes de com-primento ajustável 186 sejam fixados em uma posição predeterminada semo acionamento ter que absorver quaisquer forças que poderiam estar atuan-do. Isto proporciona estabilidade mecânica particular para esta disposição.

Medidas adicionais que contribuem para estabilidade nesta dis-posição são o uso de rodas de engrenagem para a transmissão de força, porexemplo, incluindo uma engrenagem chanfrada 192, que, como em Um tremde engrenagens de chanfros de 90 graus, transmite as forças de acionamen-to funcionando do eixo adicional 182 para um dos eixos secundários 184.

Além do mais, nesta disposição, uma separação de função éobtida, em que o motor de torque 179 atua no eixo 180 e o primeiro freio 188atua no eixo adicional 182. Desta maneira, uma disposição particularmentecompacta das funções técnicas individuais é obtida.Uma disposição de freio adicional é mostrada na figura 17, quenovamente representa uma representação detalhada do primeiro par de ti-rantes 58, o objetivo sendo meramente mostrar que nesta figura um segundofreio 194 já é integrado no motor elétrico 86.

A figura 18 mostra uma variante de construção do freio 196, quetem dois freios parciais, dispostos em um eixo de rotação e um eixo de rota-ção adicional, que respectivamente acionam os eixos secundários dos doistirantes. Nesta configuração, é obtida uma redundância de freio. Mesmo seum dos freios parciais do terceiro freio 196 falhasse, o outro freio parcial frei-aria por meio de ambos os eixos secundários de acoplamento operativo me-cânico, bem como, conjuntamente, o eixo secundário que não é então dire-tamente freado. Além do mais, os freios são facilmente acessíveis, o quefacilita a manutenção e a inspeção dos freios.

A figura 19 mostra uma opção adicional e posição para a dispo-sição de um par de freios 198. Neste exemplo, novamente os dois freiosparciais são integrados em respectivamente um dos tirantes, de modo queos freios parciais atuem diretamente nos eixos secundários e desta maneirapossam fixar cada tirante individual pelas forças de freio correspondentes.

A vantagem aqui se encontra particularmente no fato de que aconstrução se torna ainda mais compacta e, além do mais, a redundânciamecânica do freio é mantida.Listagem de Referência

10 plano básico

12 primeiro tirante

14 segundo tirante

16 disposição de pistão-cilindro

18 primeira junta Cardan

20 segunda junta Cardan

22 estrutura de suporte

24 primeiro mancai pivô

26 segundo mancai pivô

28 primeiro eixo pivô

30 terceiro mancai pivô

32 quarto mancai pivô

34 segundo eixo pivô

36 eixo

38 transportador de trabalho

40 disposição de primeiro plano/junta articulada

42 eixo superior

43 eixo inferior

44 primeiro mancai giratório

46 segundo mancai giratório

48 elemento de compensação de comprimento

50 terceira junta Cardan

52 primeiro dispositivo de posicionamento

54 placa de base

56 primeiro elemento de conexão

58 primeiro par de tirantes

60 segundo par de tirantes

62 terceiro par de tirantes

64 junta universal

66 placa de ferramenta

68 recorte70 primeiro tirante 72 segundo tirante 74 primeiro elemento estrutural cilíndrico 76 segundo elemento estrutural cilíndrico 78 quinto mancai pivô 80 sexto mancai pivô 82 eixo de mancai 84 sétimo mancai pivô 86 motor elétrico 88 segundo elemento de conexão 90 estrutura de suporte 92 terceiro elemento de conexão 94 primeiro arco pivô 95 conector mecânico 96 submontagem inferior 98 quarta junta Cardan 100 quinta junta Cardan 102 hastes 104 elemento de acoplamento 106 eixo motor 107 segunda modalidade 108 segundo motor elétrico 110 correia dentada 112 polias de acionamento 114 eixos articulados 116 primeira posição 118 segunda posição 120 terceira posição 122 quarta posição 124 terceira modalidade 126 quarto par de tirantes 128 eixo motor130 sistema de engrenagens

132 primeiro pinhão

134 primeiro eixo motor

136 segundo pinhão

138 primeira haste de tirante

140 terceiro pinhão

142 segundo eixo motor

144 quarto pinhão

146 segunda haste de tirante

148 montagem cardânica

150 hastes de conexão

152 quarta modalidade

154 polias de acionamento

156 primeira engrenagem chanfrada

158 jogo de engrenagens chanfradas

160 segunda engrenagem chanfrada

162 hastes de tirante

164 montagem universal

166 primeiro plano

168 segundo plano

170 terceiro plano

172 quarto plano

174 quinto plano

176 ponto de mancai

178 sapata de suporte

179 motor de torque

180 eixo

182 eixo adicional

184 eixo secundário

186 tirantes de comprimento ajustável

188 primeiro freio

190 junta universal superior192 engrenagem chanfrada

194 segundo freio

196 terceiro freio

198 quarto freio

Claims (13)

1. Dispositivo de posicionamento tendo uma estrutura de suporte(22), tendo um transportador de trabalho (38) e tendo tirantes de comprimen-to ajustável (70, 72; 186) que são respectivamente conectados, por um lado,na estrutura de suporte e, por outro lado, no transportador de trabalho (22),em que os tirantes (70, 72; 186) são montados de modo móvel nos pontosde conexão na estrutura de suporte e no transportador de trabalho (38), emque pelo menos alguns dos tirantes (70, 72; 186) são ajustáveis em compri-mento e em que pelo menos alguns dos tirantes (70, 72; 186) têm um acio- namento para ajustar seu comprimento, caracterizado pelo fato de que pelomenos seis dos tirantes (70, 72; 186) são dispostos em pares, em que, emum par de tirantes (58, 60, 62; 126), os tirantes são dispostos em paralelo,em que cada par de tirantes (58, 60, 62; 126), em uma primeira extremidadeda extensão longitudinal dos tirantes (70, 72; 186), tem um mancai pivô (24,26, 30, 32; 78, 80; 84), e em que cada par de tirantes (58, 60, 62; 126), emuma segunda extremidade da extensão longitudinal de cada tirante (70, 72),tem um segundo mancai.

2. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com a reivindi-cação 1, caracterizado pelo fato de que cada tirante (70, 72) de um par detirantes (58, 60, 62; 126) tem um mancai pivô (24, 26, 30, 32; 78, 80; 84), eem que os mancais pivô (24, 26, 30, 32; 78, 80; 84) têm um eixo geométricode eixo de mancai comum.

3. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com a reivindi-cação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os tirantes são precisamenteseis em número.

4. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que o acio-namento é um acionamento hidráulico, pneumático ou elétrico.

5. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que cada parde tirantes (58, 60, 62; 126) tem um acionamento comum.

6. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com a reivindi-cação 5, caracterizado pelo fato de que o acionamento é conectado no parde tirantes respectivos (58, 60, 62; 126) por uma correia, uma correia denta-da (110), um sistema de engrenagens (130) ou rodas de engrenagem, oualguma outra conexão de preservação de ângulo.

7. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que para cadapar de tirantes (58, 60, 62; 126) é atribuído um dispositivo de frenagem, como qual, quando necessário, o acionamento considerado, ou pelo menos umelemento estrutural (74, 75, 76) acionado pelo acionamento, pode ser freadoou fixado.

8. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que a primeiraextremidade é atribuída à estrutura de suporte.

9. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que na primei-ra extremidade está disposto um terceiro mancai.

10. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que a soma dosgraus de liberdade do mancai pivô (24, 26, 30, 32; 78, 80; 84), do segundo e doterceiro mancai corresponde ao grau de liberdade da carga prevista.

11. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que comomancais, mancais pivô (24, 26, 30, 32; 78, 80; 84), mancais cardânicos, po-dem ser usados.

12. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com uma dasreivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de que o acio-namento e/ou os tirantes têm dispositivos de medição de posição.

13. Dispositivo de posicionamento (52), de acordo com a reivin-dicação 12, caracterizado pelo fato de que a colocação do transportador detrabalho ou sua posição em espaço pode ser predeterminada com um dispo-sitivo de controle e com dados de posição dos dispositivos de medição deposição.