DD235595A1

DD235595A1 - Fuehrung fuer vertikale translationsbewegungen an industrierobotern, insbesondere portalrobotern

Info

Publication number: DD235595A1
Application number: DD27435085A
Authority: DD
Inventors: Klaus Schleese; Bernd Thiel; Heinz Mader; Wolfgang Gaertner
Original assignee: Komb Zentraler Industrieanlage
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-05-14

Abstract

Um grosse vertikale Translationsbewegungen mit grossen Handhabemassen an Industrierobotern, insbesondere Portalrobotern, zuverlaessig ausfuehren zu koennen, sollen alle auf die Saeule einwirkenden Kraefte, insbesondere Torsionskraefte, problemfrei auf die Fuehrung uebertragen werden. Dazu sind auf dem Umfang eines rohrartigen Grundkoerpers in gleichen Winkelabstaenden voneinander mindestens vier Fuehrungsschienen angeordnet. Jeder der beiden Seitenflaechen einer Fuehrungsschiene sind mindestens zwei in einem der Laenge des rohrartigen Grundkoerpers proportionalen Abstand voneinander in der Fuehrung vorzugsweise anstellbar gelagerte, mit ihrer Oberflaeche die zugehoerige Seitenflaeche der Fuehrungsschiene beruehrende Fuehrungsrollen zugeordnet. Die Aussenflaeche mindestens einer Fuehrungsschiene weist ein mit einem Antriebsritzel im Eingriff stehendes Zahnstangenprofil auf. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen " \

Anwendungsgebiet der Erfindung

Führungen für vertikale Translationsbewegungen an Industrierobotern, insbesondere Portalrobotern, werden meist zur Bewältigung großer Wege und Massen verwendet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der DE-AS 2733862 ist u. a. eine Führung für Translationsbewegungen an Manipulationen gezeigt, bei der in einer rohrartigen Führung vier gleichmäßig auf dem Umfang verteilt angeordnete, radial auf das zu führende Rohr einwirkende Rollen vorgesehen sind, an einer Abflachung des Rohres eine mit einem in der Führung angeordneten Zahnrad kämmende Zahnstange angeordnet ist und an den Seitenflächen der Zahnstange in der Führung gelagerte Rollen anliegen. Nachteilig an dieser Führung ist, daß nur bedingt Torsionskräfte übertragen werden können und daß eine Nachstellung der Rollen bei verschlissener Oberfläche des Rohres nicht möglich ist.

Aus der DE-OS 2556468 ist eine Rollenführung für einen in Längsrichtung verschiebbaren Profilträger bekannt, bei der die Roilenführung mit zwei Paaren von jeweils mit ihren Drehebenen im wesentlichen senkrecht zueinander stehenden Rollen versehen ist. Wie die aus der Zeichnung ersichtliche Realisierung beweist, ist diese Rollenführung trotz einer relativ großflächigen Ausführung nur zur Übertragung geringer Torsionskräfte geeignet.

Aus der DD-PS 98881 ist eine Vorrichtung zum Stapeln von keramischen Formungen, insbesondere Ziegelformlingen, mit einem verfahrbaren Wagen, der eine über Zahnstangen-Ritzel-Antrieb vertikal bewegbare Säule trägt,deren unteres Ende einen Rahmen aufweist, auf dem drehbare Greifer zu verfahren sind, bekannt, bei der u. a. das die Hubbewegung und Führung der Mittelsäule übernehmende Hubwerk im wesentlichen aus vorzugsweise im Dreieck um die Mittelsäule gruppierten und spielfrei miteinander verbundenen, einen ringförmig geschlossenen Getriebezug bildenden Ritzelwellen besteht, welche mittig angeordnete Ritzel aufweisen, die ihrerseits in vertikal auf der Mittelsäule angebrachte Zahnstangen eingreifen. Als vorteilhaft wird dargestellt, die Zahnstangen und die Ritzel paarweise anzuordnen und zwischen den Ritzelpaaren Druckrollen vorzusehen, die auf einer zwischen den Zahnstangenpaaren befestigten Druckleiste abrollen. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Berührungsfläche Zahnstange/Ritzel außer zur Realisierung der Hubbewegung zu einer möglichst exakten Führung der Mittelsäule und zur Übertragung von erheblichen Torsionskräften verwendet wird, was Verschleiß und die Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit zur Folge hat.

Auch die hohen Aufwand erfordernde Verdopplung der Berührungsfläche Zahnstange/Ritzel in Verbindung mit der zusätzlichen Anordnung einer Führungsrolle zwischen zwei Ritzeln kann die schädigende Auswirkung der Torsionskräfte nicht beseitigen.

Ziel der Erfindung

Zuverlässige Ausführung großeF vertikaler Translationsbewegungen an Industrierobotern, insbesondere Portalrobotern, mit großen Handhabemassen.

- 2 - /43 SU

Darlegung des Wesens der Erfindung

— Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird. Um große vertikale Translationsbewegungen mit großen Handhabemassen an Industrierobotern, insbesondere Portalrobotern, zuverlässig ausführen zu können, sollen alle auf die Säule einwirkenden Kräfte, insbesondere große Torsionskräfte, problemfrei auf die Führung übertragen werden.

Merkmale der Erfindung

Auf dem Umfang eines rohrartigen Grundkörpers sind in gleichen Winkelabständen voneinander mindestens vier Führungsschienen angeordnet. Jeder der beiden Seitenflächen einer Führungsschiene sind mindestens zwei in einem der Länge des Grundkörpers proportionalen Abstand voneinander in der Führung gelagerte, mit ihrer Oberfläche die zugehörige Seitenfläche der Führungsschiene berührende Führungsrollen zugeordnet. Die Außenfläche mindestens einer Führungsschiene weist ein Zahnstangenprofil auf, dem ein in dasselbe eingreifendes, in der Führung gelagertes Antriebsritzel zugeordnet ist.

Zur optimalen Ausrichtung des rohrartigen Grundkörpers bezüglich der Führung und zur Optimierung der Führungseigenschaften ist es vorteilhaft, alle Führungsrollen anstellbar in der Führung zu lagern.

In Abhängigkeit von den Anforderungen an die Präzision der Führung sowie in Abhängigkeit von den zu übertragenden Kräften kann es aus Kostengründen sinnvoll sein, nur einen Teil der Führungsrollen in der Führung anstellbar zu lagern.

Die feste Lagerung aller Führungsrollen in der Führung ist nur im Ausnahmefall zweckmäßig.

Für den Toleranzbereich ist es vorteilhaft, zur Lagerung der Führungsrollen Radialrillenkugellager mit höherer Lagerluft einzusetzen.

Zur Gewährleistung einer hohen Präzision der Führung ist es sinnvoll, eine die Auslenkung des rohrartigen Grundkörpers begrenzende Antriebsabschaltung vorzusehen.

Besonders einfach läßt sich dies mit mindestens einem radial am rohrartigen Grundkörper und/oder an einer Seitenfläche einer Führungsschiene anliegenden, bei Überschreiten einer einstellbaren Auslenkung des rohrartigen Grundkörpers den Antrieb abschaltenden Kontaktelement bzw. einem berührungslos wirkenden Schaltelement realisieren.

Zur Bewältigung großer Wegeist es vorteilhaft, auf dem Umfang des rohrartigen Grundkörpers prismatische Aufnahmen zur exakten Ausrichtung der segmentartig zusammengesetzten Führungsschienen anzuordnen.

Durch die Erfindung ist es möglich, alle auf den rohrartigen Grundkörper bzw. die Führungsschienen einwirkenden Kräfte, insbesondere Torsionskräfte, über einen ausreichenden Hebelarm auf die Führung zu übertragen. Außerdem ist eine optimale Ausrichtung der Lagerung des G,rundkörpers bezüglich der Führung möglich. Jeder Verschleiß an Führungsschienen und/oder -rollen läßt sich unkompliziert durch Nachstellen der Führungsrollen ausgleichen.

Ausführungsbeispiel

In der zur Erläuterung herangezogenen Zeichnungen zeigen: . .·>

Fig. 1: eine Draufsicht auf die angedeutete Führung mit rohrartigem Grundkörper, Fig.2: einen Schnitt A-A nach Fig. 1.

Auf dem Umfang des rohrartigen Grundkörpers 1 sind in gleichen Winkelabständen zueinander vier Führungsschienen 2 angeordnet. Auf Grund großer vertikaler Wege sind die Führungsschienen 2 vorteilhaft segmentartig ausgebildet und in auf dem rohrartigen Grundkörper 1 angeordneten prismatischen Aufnahmen 7 gelagert. In einem der Länge des rohrartigen Grundkörpers 1 proportionalen, vertikalen Abstand 1 voneinander sind in der Führung 3 jeweils zwei eine Seitenfläche der Führungsschienen 2 berührende Führungsrollen 4 gelagert.

An der Außenfläche mindestens einer Führungsschiene 2 ist ein Zahnstangenprofil 5 vorgesehen, in das ein in der Führung 3 gelagertes Antriebsritzel 6 eingreift. Zur Begrenzung der Auslenkung des rohrartigen Grundkörpers 1 ist sinnvoll, mindestens ein radial am rohrartigen Grundkörper 1 und/oder an Seitenflächen der Führungsschienen 2 anliegendes, bei Überschreitung einer einstellbaren Auslenkung des rohrartigen Grundkörpers 1 bezüglich der Führung 3 den Antrieb abschaltendes Kontaktelement 8 bzw. ein berührungslos wirkendes Schaltelement vorgesehen. .

Sind alle Führungsrollen 4 anstellbar in der Führung 3 gelagert, läßt sich der rohrartige Grundkörper 1 bezüglich der Führung 3 optimal ausrichten. Über das Antriebsritzel 6 und das Zahnstangenprofil 5 an der Außenfläche mindestens einer Führungsschiene 2 wird der rohrartige Grundkörper 1, an dessen unterem Ende mindestens ein Greifer und/oder Lastaufnahmemittel angeordnet sind, bezüglich der Führung 3 vertikal bewegt. Über die Führungsschienen 2 und die Führungsrollen 4 können alle auf den rohrartigen Grundkörper 1 einwirkenden Kräfte sicher auf die Führung 3 übertragen werden.

Durch einen der Länge des rohrartigen Grundkörpers 1 angepaßten vertikalen Abstand 1 der Führuhgsrollen 4 voneinander und die relativ großen radialen Abstände zwischen Mittellinie des rohrartigen Grundkörpers 1 und Führungsschienen 2 sind hohe Präzision, hohe Zuverlässigkeit und geringer Verschleiß bei großen vertikalen Translationsbewegungen mit großen Handhabemassen gewährleistet.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Führung für vertikale Translationsbewegungen an Industrierobotern, insbesondere Portalrobotern, gekennzeichnet dadurch, daß auf dem Umfang eines rohrartigen Grundkörpers (1) in gleichen Winkelabständen voneinander mindestens vier Führungsschienen (2) angeordnet sind, daß jeder der beiden Seitenflächen einer Führungsschiene (2) mindestens zwei in einem der Länge des rohrartigen Grundkörpers (1) proportionalen Abstand (1) voneinander in der Führung (3) gelagerte, mit ihrer Oberfläche die zugehörige Seitenfläche der Führungsschiene (2) berührende Führungsrollen (4) zugeordnet sind und daß die Außenfläche mindestens einer Führungsschiene (2) ein Zahnstangenprofil (5) aufweist, dem ein in dasselbe eingreifendes, in der Führung (3) gelagertes Antriebsritzel (6) zugeordnet ist.
2. Führung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß alle Führungsrollen (4) in der Führung (3) anstellbar gelagert sind.
3. Führung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß ein Bruchteilaller Führungsrollen (4) in der Führung (3) anstellbär gelagert ist.
4. Führung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß alle Führungsrollen (4) fest in der Führung (3) gelagert sind.
5. Führung nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Führungsrollen (4) mittels Radialrillenkugellagern mit erhöhter Lagerluft in der Führung (3) gelagert sind.
6. Führung nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß eine die Auslenkung des rohrartigen Grundkörpers (1) begrenzende Antriebsabschaltung vorgesehen ist.
7. Führung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens ein radial an dem rohrartigen Grundkörper (1) und/oder an einer Seitenfläche einer Führungsschiene (2) anliegendes, bei Überschreiten einer einstellbaren Auslenkung des rohrartigen Grundkörpers (1) den Antrieb abschaltendes Kontaktelement (8) oder ein berührungslos wirkendes Schaltelement vorgesehen ist.
8. Führung nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Führungsschienen (2) segmentartig ausgebildet und in auf dem rohrartigen Grundkörper (1) angeordneten, prismatischen Aufnahmen (7) gelagert sind.