DE3813897A1 - Arbeitsgeraet - Google Patents
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- B66F9/075—Constructional features or details
- B66F9/0755—Position control; Position detectors
Description
Die Erfindung betrifft ein geführtes Arbeitsgerät, dessen Antrieb
wegabhängig gesteuert ist.
Als Arbeitsgeräte im Zusammenhang mit dieser Erfindung gelten
Industrieroboter, Regalbediengeräte, Kräne, Hubförderer, traversierte
Wagen, Maschinenschlitten u.dgl. Für die Positionierung dieser
verfahrbaren Arbeitsgeräte sind Mittel zur Positionserfassung und bei
eigenem Antrieb auch zur Energiezuführung erforderlich. Die
Positionserfassung kann bei formschlüssigen Antrieben mit dem Antrieb
z.B. einer Antriebswelle verbunden sein. Bei reibschlüssiger Übertragung
der Antriebskraft ist die Weg- oder Winkelerfassung innerhalb der
Übertragungskette der Antriebskraft wegen des schlupfbedingten
Meßfehlers in vielen Fällen zu ungenau. In anderen Fällen wird ein
Streckenmaß entlang des Fahrwerkes direkt abgetastet, z.B. mit
Code-Linealen, Strichmaßstäben oder Widerstands-Schleifbahnen. Diese
Maßnahmen sind aufwendig und für viele Fälle zu ungenau, z.B. wenn ein
Industrieroboter große Strecken zurücklegen und dennoch millimetergenau
positioniert anhalten muß.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein verfahrbar geführtes
Arbeitsgerät eine Maßnahme zur genauen Ansteuerung jeder beliebigen
Arbeitsposition, unabhängig von der Führung des Arbeitsgerätes zu
schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß entlang eines Fahrweges
des Arbeitsgerätes eine Steuerschiene für einen mit dem Arbeitsgerät
verbundenen Meßwagen angeordnet ist, der mit einem Meßrad an einem der
Steuerschiene zugeordneten Meßband abrollt, wobei die Umdrehung des Meß
rades über einen Weggeber einer wegverarbeitenden Steuerung mitgeteilt
werden.
Der Umdrehungswinkel des von dem Meßband angetriebenen Meßrades ist ein
exaktes Maß für die Positionserfassung, da das als Winkelgeber
ausgebildete Meßgerät die Umdrehungen der wegverarbeitenden Steuerung
mitteilt und der Meßwagen so mit dem Arbeitsgerät verbunden ist, daß
beide die gleiche Wegstrecke zurücklegen.
Bei langen Anlagen sind zwischen mehreren aneinander anschließenden
Steuerschienen Dehnungsspalte vorhanden, so daß sich die Wärmedrehungen
der einzelnen Steuerschienen nicht addieren, während das durchgehende
Meßband unter Vorspannung steht und an den Enden ortsfest gesichert ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung können bei Arbeitsstrecken von
100 m Länge die gewünschten Anfahrpositionen mit einer Genauigkeit von
0,5 mm angefahren werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Meßrad ein Zahnrad und
das Meßband ein Zahnriemen, für den im Meßwagen vor und hinter dem
Meßrad Umlenkräder gelagert sind. Der Meßwagen kann als Innenläufer mit
Laufrädern in einer C-förmigen Schiene oder als Außenläufer an
Laufflächen der Steuerschiene geführt und aus zwei Rahmenhälften
gebildet sein, die von Federn zusammengehalten werden. Er hat zueinander
gerichtete Laufräder in Diaboloform für einander abgekehrte Laufflächen
der Steuerschiene, die auch ein U-Profil mit zwei zueinander gerichteten
Vorsprüngen als Tragflächen für das Meßband hat, das von Klemmkanten
gegen unbeabsichtigtes Abheben gesichert ist. Es wird von dem Meßrad an
den Klemmkanten vorbeigezogen und anschließend von dem folgenden
Umlenkrad wieder an den Klemmkanten vorbei auf die
Tragflächen-Vorsprünge gedrückt. Außerdem hat die Steuerschiene
mindestens eine Einschiebenut für Halter von Schleitleitungen sowie eine
Nut für Grenzschalterbetätigung.
Der erfindungsgemäße Meßwagen ist über einen mit Gelenkköpfen
versehenen Mitnehmer mit dem Arbeitsgerät verbunden, so daß sich die
Lage dieser Teile zueinander nicht ändert. Das Arbeitsgerät ist
vorzugsweise an einer parallel zur Steuerschiene angeordneten
Fahrschiene verfahrbar und mit einem Fahrmotor versehen.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Arbeitsgerät in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 einen Meßwagen in der Seitenansicht,
Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 2,
Fig. 4 den Schnitt IV-IV durch die Fig. 2,
Fig. 5 einen anderen Meßwagen in der Seitenansicht,
Fig. 6 den Schnit VI-VI durch die Fig. 5,
Fig. 7 einen Querschnitt durch die Steuerschiene,
Fig. 8
bis 11 verschiedene Anordnungen von Steuerschiene, Meßwagen und
Schleifleitungen.
Fig. 1 zeigt das von einem Fahrmotor 2 angetriebene Arbeitsgerät 1 auf
einer Fahrschiene 3. Das Arbeitsgerät 1 hat einen mit Gelenkköpfen
versehenen Mitnehmer 4 für einen mit einem Meßgerät 6 versehenen
Meßwagen 5, der auf einer Steuerschiene 11 stets die gleiche Strecke
wie das Arbeitsgerät 1 fährt. An dieser Steuerschiene 11 sind auch
mehrere Schleifleitungen 17 befestigt.
In den Fig. 2 und 4 ist erkennbar, daß die beiden Rahmenhälften des als
Außenläufer ausgebildeten Meßwagens 5 über Schrauben 20 miteinander
verbunden sind und mit ihren Laufrädern 9 unter der Wirkung von den
Schrauben 20 zugeordneten Federn 19 an Laufflächen 12 der Steuerschiene
11 anliegen. Die diaboloförmigen Laufräder 9 liegen wegen der federnden
Anordnung der Rahmenhälften des Meßwagens 5 einwandfrei an den
halbkreisförmigen Laufflächen 12 der Steuerschiene 11 an. Wie Fig. 3
zeigt, sind jeweils drei Laufräder 9 hintereinander angeordnet. Damit
können auch größere Dehnungsfugen einwandfrei überfahren werden. Die
obere Hälfte des Meßwagens 5 trägt ein als Zahnrad ausgebildetes Meßrad
7, das zur Hälfte von einem als Zahnriemen ausgebildeten Meßband 10
umschlungen wird, wie Fig. 2 zeigt. Das Meßband 10 wird vor und hinter
dem Meßrad 7 von Umlenkrädern 8 auf die der Steuerschiene 11 zugeordnete
Zahnriemen-Tragfläche 13 gedrückt, wie in den Fig. 2 und 4 zu erkennen
ist.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist der Meßwagen 5 als
Innenläufer ausgebildet, d.h. die Laufräder 9 liegen abwechselnd von
unten und oben an den Laufflächen der C-förmigen Steuerschiene 11 a an.
Die neben dem Meßrad 7 angeordneten Laufräder 9 laufen auf dem Meßband
10 und dienen damit als Umlenkräder.
Die in Fig. 7 im größeren Maßstab gezeichnete Steuerschiene 11 hat neben
den halbkreisförmigen Laufflächen 12 zwei Einschiebenuten 15 für Halter
von Schleifleitungen. Die der Laufflächen-Seite gegenüberliegende
Einschiebenut 15 bildet gleichzeitig die Steg-Grundfläche eines
U-Profils, dessen Flansche zueinander gerichtete Vorsprünge eine
Tragfläche 13 für das durch strichpunktierte Linien angedeutete Meßband
10 bilden. Die Flansche haben oberhalb des Meßbandes 10 zueinander
gerichtete Klemmkanten 14, an denen das Meßband nur durch einen bewußten
Zug durch das Meßrad vorbeigezogen wird. Das Meßband 10 dient als
Abdeckung für einen Hohlraum 21 und schützt dort anbringbare
fremdschichtempfindliche Markierungen, wie z.B. optische Sensoren, vor
Staub und Feuchtigkeit. Die von den Laufflächen 12 teilweise
umschlossenen Hohlräume bilden Nuten 22 für Grenzschalterbetätigung.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 8 und 9 sind die Laufflächen
12 der Steuerschiene 11 übereinander angeordnet, und die Laufräder 9 des
Meßwagens 5 laufen von oben und unten an der Lauffläche 12 entlang. Beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 sind nach unten gerichtete Halter 16 für
durch strichpunktierte Linien angedeutete Schleifleitungen 17 in die
untere Einschiebenut 15 eingeschoben. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.
9 liegen die Halter 16 für von unten zugänglichen Schleifleitungen 17
waagerecht.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 10 und 11 liegt die
Steuerschiene 11 mit ihren Laufflächen 12 waagerecht. Da die Laufräder 9
des Meßwagens 5 als Diabolorollen ausgebildet sind, werden sie auch bei
dieser Lage einwanddfrei an den Laufflächen 12 geführt. Die Halter 16
für die Schleifleitungen 17 ragen bei Fig. 10 nach unten und bei Fig. 11
liegen sie waagerecht, so daß die Schleifleitungen 17 von unten für die
in Fig. 5 erkennbaren Stromabnehmer 18 zugänglich sind.
Damit die Umlenkräder 8 das Meßband 10 gut an den Klemmkanten 14 vorbei
auf die Zahnriemen-Tragfläche 13 drücken kann, ist ihre Lauffläche etwas
hohl ausgebildet, wie in den Fig. 3 sowie 8 bis 11 zu erkennen.
Claims (17)
1. Geführtes Arbeitsgerät, dessen Antrieb wegabhängig gesteuert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß entlang eines Fahrweges (3) des Arbeitsgerätes (1) eine
Steuerschiene (11) für einen mit dem Arbeitsgerät (1) verbundenen
Meßwagen (5) angeordnet ist, der mit einem Meßrad (7) an einem der
Steuerschiene (11) zugeordneten Meßband (10) abrollt, wobei die
Umdrehungen des Meßrades (7) über einen Weggeber (6) der Weg verarbei
tenden Steuerung mitgeteilt werden.
2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Weggeber (6) ein Winkelgeber ist.
3. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen mehrere aneinander anschließende Steuerschienen (11)
Dehnungsspalte vorhanden sind.
4. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßrad (7) ein Zahnrad und das Meßband (10) ein
durchgehender Zahnriemen ist.
5. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßband (10) unter Vorspannung steht und an den Enden
ortsfest gesichert ist.
6. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Meßwagen (5) vor und hinter dem Meßrad (7) Umlenkräder (8)
für das Meßband (10) gelagert sind.
7. Arbeitsgerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwagen (5) als Innenläufer ausgebildet ist und mit seinen
Laufrädern (9) in einer C-förmigen Steuerschiene (11 a) fährt,
wobei die neben dem Meßrad (7) angeordneten Laufräder (9) als
Umlenkräder für das Meßband (10) dienen.
8. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwagen (5) mit Laufrädern (9) an Laufflächen (12) der
Steuerschiene (11) geführt ist.
9. Arbeitsgerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwagen (5) zwei von Federn (19) zusammengedrückte
Rahmenhälften mit zueinander gerichteten Laufrädern (9) für
einander abgekehrte Laufflächen (12) der Steuerschiene (10) hat.
10. Arbeitsgerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufräder (9) Diabolorollen sind.
11. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschiene (11) neben einer Meßband-Tragfläche (13)
Klemmkanten (14) für das Meßband (11) hat.
12. Arbeitsgerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßband-Tragfläche (13) aus zwei zueinander gerichteten
Vorsprüngen gebildet ist, die aus Stegen eines U-Profils vorstehen.
13. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschiene (11) mindestens eine Einschiebenut (15) für
Halter (16) für Schleifleitungen (17) hat.
14. Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschiene (11) mindestens eine Nut (22) für
Grenzschalterbetätigung hat.
15. Arbeitsgerät nach einem oder mehreren der vorbenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwagen (5) über einen Mitnehmer (4) mit dem Arbeitsgerät
(1) verbunden ist.
16. Arbeitsgerät nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Arbeitsgerät (1) an mindestens einer parallel zur
Steuerschiene (11) angeordneten Fahrschiene (3) verfahrbar ist.
17. Arbeitsgerät nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß es mit einem Fahrmotor (2) versehen ist.
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