DD154677A1 - Kollisionsschutz fuer antriebsgetriebe von positioniereinrichtungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Kollisionsschutz fuer Schweissroboter. Ziel ist, Zerstoerungen oder Deformierungen infolge Ueberlast durch Stillsetzung des Antriebes zu vermeiden und ein elastisches Abfangen ploetzlicher Ueberlastzustaende zu ermoeglichen. Der Kollisionsschutz ist so zu gestalten, dass unerwartete durch aeussere Einwirkung hervorgerufene Ueberlastungszustaende erfasst werden und Zerstoerungen noch waehrend des Abschaltvorganges nicht auftreten koennen. Die Erfindung beinhaltet ein Antriebsgetriebe, welches sich in einer als Drehmomentenstuetze wirkenden Fuehrungsplatte abstuetzt und durch zwei einstellbare Federn stets in Nullage gegenueber der Fuehrungsplatte gehalten wird, wobei das Antriebsgetriebe ueber ein Schaltsegment verfuegt, das ueber einen Stoessel mit einem Endschalter so in Wirkverbindung steht, dass bei Ueberlastung des Antriebsgetriebes das Schaltsegment den Stoessel des Endschalters freigibt und damit das Antriebsgetriebe abschaltet.

Description

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Kollisionsschutz für /αϊ tr ie "bsge triebe von Po si tionier einrichtungen _ _: . ^ _: , ^_ ____ _m ._ ___

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kollisionsschutz für Antriebsgetriebe von Positioniereinrichtungen, _{ insbesondere Schweißrobotern und ähnlich automatisch nach einem Programm bewegter Werkzeuge, wobei im Falle einer Kollision der Werkzeuge oder V/erkzeugträger mit einem Hindernis ein sicheres Abschalten der Antriebe programmgesteuerter Maschinen gewährleistet wird«

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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist allgemein bekannt, elektrische Antriebe durch einfache überstromabschaltung gegen Überlast zu schützen. Die dabei zum Einsatz kommenden Einrichtungen besitzen den Nachteil, daß sie zu träge sind, um bei plötzlichen Überlastzuständen, beispielsweise bei einer Kollision, Zerstörungen an den Positioniereinrichtung en zu verhindern.

Die inzeige eines Überlastzustandes durch die Stromaufnahme des Elektroantriebes weist weiterhin den Nachteil auf, daß die Sensibilität der Unordnung durch die Leistungsverluste, insbesondere bei Schneckengetrieben, stark vermindert wird» Ein elektrischer Überlastschutz erweist sich gegenüber systembe- . dingten elektrischen Einflüssen als störanfällig* Hinzu kommt als weiterer Nachteil, daß derartige Überlastschutzeinrichtungen nur bei eingeschaltetem Antrieb wirksam sind» Zum Kollisionsschutz für Antriebsgetriebe sind auch mechanische Lösungen in Form von Scherstiften oder Rutschkupplungen bekannt« Bei den Scherstiften handelt es sich bekanntlich um einen Sicherheitsstift, der bei Überlastung bestimmter Maschinenbauteile abgeschert wird«, Der Nachteil solcher Lösungen liegt einfach darin, daß im Fall eines Überlastzustandes und einem damit verbundenen Abscheren des Scherstiftes Stillstandzeiten eintreten, die sich durch das Einsetzen eines neuen Scherstiftes ergeben. ·

Bei den zum überlastschutz von Antriebsgetrieben verwendeten Rutschkupplungen handelt es sich um sogenannte Reibkupplungen, die beim Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes durchrutschen und so die Triebswerkteile bei Überlastung vor einer Zerstörung schützen· Der Nachteil solcher Anordnungen besteht darin, daß die Wegmessung am Antrieb sehr kompliziert und mit einem technischen Aufwand verbunden ist.

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Nach einer weiteren lösung wird eine Einrichtung zum Kollisionsschutz für Schweißroboter vorgeschlagen, wobei das Brennerrohr eines Lichtbogensohweißbrenners mit einer profilierten Gummihülse versehen ist. Im Bereich ihrer Stirnfläche weist die Gummihülse einen Kontaktring auf, der aus · einem stromleitenden Werkstoff besteht» Beim Auslenken des Lichtbogenschweißbrenners korrespondiert dieser Kontaktring mit einem zweiten Kontaktring derart, daß beide Kontaktringe die Kollisionsbremsung auslösen*

Der Nachteil einer solchen Einrichtung besteht in den unterschiedlichen Empfindlichkeiten. Während bei einer Biegebelastung ein schnelles Ansprechen gewährleistet wird, müssen beim senkrechten Auffahren des Lichtbogenschy/eißbrenners auf ein Hindernis wesentlich höhere Kräfte für den Abschaltvor» gang aufgebracht werden» Es ist jedoch nicht möglich, die 'Empfindlichkeit ohne ein Auswechseln der Gummihülse zu ver~ ändernρ Die Empfindlichkeit kann bei dieser Einrichtung nicht gesondert eingestellt werden·

Nach einer weiteren Lösung wird eine Einrichtung zum Schutz sich bewegender Bauteile an Industrierobotern vorgeschlagen. Bei dieser Einrichtung wirkt bei einer Kollision des Schweißbrenners mit einem Hindernis oder mit dem Werkstück ein Drehmoment oder eine Zugkraft auf einen Bolzen, wobei vorgespannte Teller federn eine Lageverschiebung des Bolzens gegenüber einem Zwischenflansch gestatten· Diese Lageverschiebung wird von einem Schalter registriert und in ein Signal für das Beenden der Bewegungsabläufe des Boboters umgewandelt.

Alle vorgeschriebenen und den Stand der Technik kennzeichnenden Lösungen weisen eine Reihe gemeinsamer Nachteile auf, die einmal.⁷· darin gesehen werden müssen, daß die Schutzeinrichtungen nur bei Belastung auf das Werkzeug einwirken« Bei einer

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Kollision durch> andere Teile der Positioniereinrichtung kann es trotzdem noch während des Abschaltvorganges zu Zerstörungen kommen« Weiterhin ist bei diesen Lösungen die Empfindlichkeit bzw, eine Wirkung im hohen Maße abhängig von der Brennerstellung* Besonders bei dem Kollisionsschutz für Schweißroboter unter Verwendung einer federnd profilierten Gummihülse kommt nur eine Werkzeugvariante in Frage« Bei einem Werkzeugaustausch gegen ein geometrisch anders gestaltetes Werkzeug muß auch der KoUisionsschutz entsprechend geändert oder ausgewechselt " werden_β

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung ist ein Kolli si ons schutz zu schaffen, der bei Positioniereinrichtungen Zerstörungen oder Deformierungen infolge überlast durch Stillsetzung des Antriebes vermeidet und darüberhinaus ein elastisches Abfangen plötzlicher überlastzustände, insbesondere von Stößen infolge Kollisionen be·« liebiger Teile der Positioniereinrichtung, ermöglicht·

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Kollisionsschutz für Antriebsgetriebe von Positioniereinrichtungen, insbesondere Schweißrobotern, zu entwickeln, der so zu ge~ stalten'ist, daß unerwartete durch äußere Einvrirkungen hervorge? rufene Überlastzustände erfaßt werden und Zerstörungen noch während des Abschaltvorganges nicht auftreten können·

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Zur Beseitigung der im Stand der Technik "beschriebenen Nachteile und zur Lösung der Aufgabe wird ein Kollisionsschutz, insbesondere für Schweißroboter, vorgeschlagen, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch ein als Aufsteckgetriebe ausgebildetes, mittels einer Paßfeder auf der Kitzelwelle befestigtes Antriebsgetriebe, welches sich in einer als Drehmomentenstütze wirkenden Führungsplatte abstützt· Mittels zwei einstellbarer Federn erfolgt die Fixierung des Antriebsgetriebes gegen Verdrehung, wobei das Antriebsgetriebe durch die Federkraft stets in Nullage gegenüber der Führungsplatte gehalten wird«. Die Federkräfte werden so eingestellt, daß ein Aus lenken des Antriebsgetriebes in einem bestimmten Yü.nkel bei Überlastung hinsichtlich des über die Getriebeabtriebswelle wirkenden Drehmomentes erfolgt. Das Auslenken des Antriebsgetriebes über einen bestimmten Winkel wird durch einen Endschalter in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches über die Steuerung einen Stillstand der Positioniereinrichtung auslöst? Die Größe des Anstellwinkels kann durch die Form eines mit dem Antriebsgetriebe verbundenen Schaltsegmentes bestimmt werden.

Bei dem plötzlichen Auftreten eines Überlastzustandes, beispielsweise durch Auffahren auf ein Hindernis, erfolgt neben dem Abschalten des Antriebes ein elastisches AusYfeichen des Antriebsgetriebes« Schaden wie Verformungen an der Positioniereinrichtung können hierdurch vermieden werden, so weit sämtliche betroffene Teile der Positioniereinrichtung in ihrer Dimensionierung auf die auftretenden Federkräfte abgestimmt sind· Nach Aufhebung des Überlastzustandes fährt der Antriebsteil in seine ursprüngliche Stellung zurück. Besonders vorteilhaft erweist sich der Überlastschutz bei Positionier einrichtungen, bei denen neben einer Kraftübertragung auch, die Wegmessung über die Getriebeabtriebswelle erfolgt«

Aus führung sb e i sp i e 1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Aus führung st» ei spiel näher erläutert werden· In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen?

Fig* 1s Gesamtansicht der Positionlereinrichtung

Fig» 2j Torderansicht des Antriebsgetriebes mit Überlastschutz gemäß Fig· 1_β

Fig, 1 zeigt die Positioniereinrichtung mit dem Träger 1, auf dem ein rollengeführter Support 2 angeordnet ist, wobei zum Antrieb eine Ritzelwelle 3 in. die Zahnstange 4 am Träger 1 eingreift* Die Ritzelwelle 3 1st in einer fest am Support 2 verschraubten Führungsplatte 5 gelagert» Das als Aufsteckgetriebe ausgebildete Antriebsgetriebe 6 ist mittels der Paßfeder 13 auf der Ritzelwelle 3 befestigt und stützt sich in der als Drehmomentenstütze wirkenden Führungsplatte 5 ab«, Das Antriebsgetriebe 6 wird durch zwei einstellbare Federn 7* 8 stets in der Nullage gegenüber der Führungsplatte 3 gehalten· Mit den beiden Federn 7} 8 wird gleichzeitig das Moment ein~ gestellt, bei dem das Antriebsgetriebe 6 und damit die Positioniereinrichtung stillgesetzt wird. Zum Stillsetzen der Positioniereinrichtung 1st das Antriebsgetriebe 6 mit einem Schaltsegment 9 ausgerüstet, das bei Überlastung des Antriebes auslenkt und den Stößel 10 eines Endschalters 11 freigibt und somit die Positioniereinrichtung abschaltete Durch Variieren der Betätigungsfläche 12 des Schaltsegmentes 9 besteht eine weitere Einstellungsmöglichkeit für die Empfindlichkeit des Abschaltvorganges»

Bei den Versuchen wurde festgestellt, daß der erfindungsgemäße Kollisionsselmtz in jeder Bewegungsrichtung exakt

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anspricht« Während des Abschaltvorganges erfolgte beim Auffahren auf ein Hindernis keine stoßartige Kollision· Während des Abschaltvorganges kam es zu keiner Zerstörung des Arbeitsgerätes bzw. von Teilen der Positioniereinrichtung.

Claims (1)

1. Erfindungsa nspruoh

   Kollisionsschutz für Antriebsgetriebe bei Po si tionier einrichtungen, insbesondere Schweißrobotern und ähnlich automatisch naoh einem Programm bewegter Werkzeuge, wobei im Falle einer Kollision der Werkzeuge oder Werkzeugträger mit einem Hindernis" ein sicheres Abschalten der Antriebe programmgesteuerter Maschinen gewährleistet wird$ gekennzeichnet durch ein als AufSteckgetriebe ausgebildetes, mittels einer Paßfeder (13) auf der Sitz el welle (3) befestigtes Antriebsgetriebe (6), welches sich in einer als Drehmomentenstütze wirkenden Führungsplatte (5) abstützt und durch zwei einstellbare Federn (7 j 8) stets in Nullage gegenüber der Führungsplatte (5) gehalten wird, wobei das ,antriebsgetriebe (6) über ein Schaltsegment (9) verfügt, das über einen Stößel (10) mit einem Endschalter (11) so in Wirkverbindung steht, daß bei Überlastung des Antriebsgetriebes (6) das Schaltsegment (9) den Stößel. (10) des Endschalters (11) freigibt und damit das triebsgetriebe (6) abschaltet·

   - Hierzu zwei Blatt Zeichnungen