气动升降装置制造方法
【专利摘要】一种用于提升位于供应装置（2）上的配件载体（7）的气动升降装置，其中，该升降装置（1）具有用于驱动配件载体收纳容器（26）的升降元件（5），该升降元件（5）的提升力受到限制，并在施加附加的手动力的情况下实现所述配件载体收纳容器（26）在装载位置（9）和供应位置（10）之间的运动。
【专利说明】气动升降装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于布置在向加工站供应配件载体的装置上的气动升降装置。
【背景技术】
[0002]由专利文献W02009068241可知一种用于向加工站输送配件的供应装置，其中，多个可单独运动的配件载体可以借助于倾斜的导引轨道穿过安全护栏运动至加工站。在此设置第一导轨，已经由工作人员装入配件的配件载体可以通过该第一导轨穿过保护壁进入执行空间。在那里加工站(例如工业机器人)拿起配件，并在处理配件之后将配件放置在第二导轨上。放空的配件载体通过该第二导轨可以再次穿过安全护栏向外驶回，以便重新装载。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种升降装置，利用该升降装置可以简化对配件载体的手动操作和装载。
[0004]根据本实用新型的升降装置具有气动驱动器和气动的控制器或控制装置。该升降装置可以使操作人员容易地将装载有配件的配件载体从装载位置移动到供应位置。此外，该升降装置提供了用于配件载体的装载位置，在该装载位置上可以在适合于人体工程学的条件下，特别是以较小的力气和较短的路径实现配件装载。优选将该升降装置设计为完全气动的并且能够在无电气部件的情况下实现控制。通过这样的升降装置可以使操作中的风险非常低，并且能够以简单、廉价的方式实现所要求的运行安全。尤其是可以通过根据机械指令的电性驱动和控制尽可能地免除必需的、昂贵的安全组件，从而提供一种特别符合成本效益的实施方案。
[0005]该升降装置具有用于驱动配件载体收纳容器的升降元件。配件载体收纳容器例如可以构成可运动的轨道部分，该轨道部分可以在例如位于第一导轨端部上的装载位置和例如位于第二导轨端部上的供应位置之间运动。这种运动包括至少一个垂直的方向分量。该方向分量可以存在于特别是配件载体收纳容器的下降和上升中。
[0006]升降元件的有效提升力在向上运动中被限制为小于待提升以及可能已装载的配件载体的重力。这种有效提升力是提升力的分量，其超过支撑空的配件载体所必需的力。在一般情况下，可以假设待提升的配件载体已装载有一个或多个配件，在此，待提升配件载体的整体质量(即连同装载物一起)和重力是已知的。通过将有效提升力限制在低于待提升配件载体的重力的一定水平上，可以实现使升降装置只承载总负载的一部分，尤其是配件载体收纳容器的重量和大部分的待运动负载，并提供升降支承。但是也可以附加地提供由工人施加的手动力，以使配件载体收纳容器运动。由此可以确保即使在升降装置发生故障或被意外触发的情况下，只需要施加附加的手动力就可以实现运动，从而实现非常安全的操作行为。
[0007]对于向上运动来说，优选将升降装置的提升力限定为，能够平衡配件载体收纳容器的重量。在向下运动过程中配件载体收纳容器通常是空的。通过预先设定的力限制值，可以使配件载体收纳容器借助于升降装置的力保持在悬浮状态。为了使配件载体收纳容器降低，需要工人再次进行手动操作。相应地在此也需要实现安全的操作行为。
[0008]根据本实用新型，将用于使配件载体收纳容器从装载位置运动到供应位置的、特别是用于向上运动的升降元件的有效提升力限定为小于待提升的配件载体的重力的力。
[0009]根据本实用新型，将用于使配件载体收纳容器从供应位置运动到装载位置的、特别是用于向下运动的升降元件的有效提升力限定为，能够平衡配件载体收纳容器的重力。
[0010]根据本实用新型，升降元件是带缸。
[0011]根据本实用新型，为了使配件载体收纳容器向下运动，对升降元件加载第一压力水平的压力。
[0012]根据本实用新型，为了使配件载体收纳容器向上运动，对升降元件加载第二压力水平的压力。
[0013]根据本实用新型，施加在升降元件上的压力水平可以根据配件载体收纳容器的位置进行选择，特别是通过位置检测器可控地选择。
[0014]根据本实用新型，施加在升降元件上的压力水平可以根据配件载体在配件载体收纳容器中的存在来选择，特别是通过一个或多个存在检测器可控地选择。
[0015]根据本实用新型，第一压力水平可以通过第一压力调节器调节。第二压力水平可以通过第二压力调节器调节。
[0016]根据本实用新型，在升降元件上设置夹紧装置。
[0017]根据本实用新型，借助至少一个释放元件使用于释放配件载体收纳容器的运动、尤其是向上运动的夹紧装置停用。
[0018]根据本实用新型，升降装置具有操作装置，用于借助升降元件的提升支持手动地使移动配件载体收纳容器运动。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]在附图中示意性地举例示出了本实用新型。其中:
[0020]图1以侧视图示出了气动升降装置(I)在供应装置(2)的示意图。
[0021]图2以透视图示出了气动升降装置(I)。
[0022]图3示出了该升降装置的优选实施方式的气动线路图。
[0023]其中，附图标记说明如下:
[0024]I气动升降装置
[0025]2供应装置
[0026]3第一导轨
[0027]4第二导轨
[0028]5升降元件/气动缸
[0029]6操作元件/把手
[0030]7配件载体/堆货底板
[0031]8 配件
[0032]9装载位置
[0033]10供应位置
[0034]11释放元件/按钮
[0035]11'释放元件/按钮
[0036]12双手启动器
[0037]13压力开关
[0038]14空载压力调节器
[0039]15用于吊装负载的压力调节器
[0040]16配件载体/接触开关的存在检测器
[0041]17配件载体/接触开关的存在检测器
[0042]18位置检测器
[0043]19释放开关/按钮
[0044]20压力源
[0045]21预分隔件
[0046]22分隔件
[0047]23夹紧装置
[0048]24安全护栏/栅栏
[0049]25加工站
[0050]26配件载体收纳容器
[0051]27停止阀
[0052]28止回阀
[0053]29多路阀
[0054]V向前运动方向
[0055]R向后运动方向
[0056]H向上运动。
【具体实施方式】
[0057]本实用新型提出一种用于提升位于供应装置(2)上的配件载体(7)的气动升降装置(I)。在图1中概略示出了这种升降装置。该升降装置具有升降元件(5)，用于驱动、特别是提升和/或垂直支撑配件载体收纳容器(26 )。升降装置(I)设置在供应装置(2 )上或集成在其中。供应装置(2)具有第一导轨(3)，装载有配件的配件载体(7)可以在该导轨上沿前进方向(V)从供应位置(10)行进到加工站(25)。第一导轨(3)例如由轨道构成，其与配件载体(7)上的滚轮共同作用并穿过安全护栏(24)。替代地可以颠倒滚轮和轨道的布置，并且可以在需要时放弃安全护栏(24)。替代地还可以在导轨和配件载体(7)上设置任意其它的滑动装置和导引装置。
[0058]优选第一导轨(3 )从供应位置(1 )沿朝向加工站(25 )的方向稍稍向下倾斜，由此可以使配件载体(7)借助于其自身重量沿导轨(3)滑动。替代地，导轨(3)或配件载体(7)可以具有驱动器。
[0059]优选供应装置(2)具有第二导轨(4)，放空的配件载体(7)可以通过该导轨从加工站(25)沿相反方向(R)再次回到装载位置(9)。第二导轨(4)同样可以穿过安全护栏(24)，并优选以与第一导轨(3)相同的方式建立并沿朝向装载位置(9)的方向略微向下倾斜。
[0060]优选配件载体收纳容器(26)具有可以定中心地连接在第一导轨(3)和第二道贵
(4)上的轨道段，从而使配件载体(7)能够基本上无阻力地在导轨(3，4)和收纳容器(26)之间往复运动。优选该轨道段以等同于导轨(3，4)的方式构成，例如以对应的导引轨道的形式。
[0061]优选可以在第二导轨(4)上设置分隔件(22)并在需要时设置预分隔件(21)。分隔件(22)和预分隔件(21)可以任意的方式构成。它们用于:当收纳容器(26)位于装载位置(9)时，能够以自动化和/或可控的方式使得每次只有一个配件载体(7)碰到配件载体收纳容器(26)。
[0062]一旦有放空的配件载体(7)出现在配件载体收纳容器(26)中并根据需要在那里定位，可以由工人为载体(7)装载一个或多个配件(8)。配件(8)以及对应的配件载体(7)可以具有任意的形状，特别是用于车辆车身的配件，它们应该输送到自动焊接工作站。配件载体(7)可以具有用于接收一个或多个配件(8)的、带有定位功能的有源或无源收纳容器。此外还可以设置定位装置(未示出)，通过该定位装置可以为配件载体(7)在收纳容器(26)中确立正确的位置。
[0063]此外，将气动升降装置(I)设计为，使处于空载状态中的或者具有已经存在以及根据需要装入的配件载体(7)的配件载体收纳容器(26)在手动提升力的附加作用下在装载位置(9)和供应位置(10)之间移动。在从装载位置(9)向供应位置(10)的运动过程中特别是实现向上运动(H)。该向上运动(H)可以具有直线的或弯曲的路径。该路径可以沿垂直方向或沿倾斜方向延伸。在一种优选的实施方式中，将升降装置(I)的升降元件(5)设计为线性气动缸，特别是设计为带缸(Bandzylinder),其可以在必要时根据与导向件的共同作用确定向上运动(H)的路线。
[0064]在如图1和图2所示的视图中，优选将第一导轨(3)和第二导轨(4)设置为，使得装载位置(9)基本上设置在供应装置(10)的下方。由此能够在较低的位置上以较小的力将配件(8)从位于附近的存储地点或运输设备上提起并运动至载体(7)，以实现对配件载体
(7)的装载。由此可以提供适于人体工程学的升降装置(I)和供应装置(2)的设计。
[0065]力限制值可以任何方式产生。为了使配件载体收纳容器(26)从供应位置(10)运动至装载位置(9)，即特别是为了向下运动而向升降元件(5)施加第一压力水平的压力。优选该第一压力水平通过第一压力调节器(14)进行调整。优选将其调整为，使所产生的升降元件(5)的提升力被限制在与(空)的配件载体收纳容器(26)的重量相平衡的水平上。
[0066]为了使配件载体收纳容器(26 )从装载位置(9 )运动至供应位置(10 )，特别是对于以上所述的向上运动(H)，优选向升降元件(5)施加第二压力水平的压力，特别是较高的压力水平。优选该第二压力水平可以由第二压力调节器(15)进行调整。优选将该第二压力水平选择为，将升降元件(5)的有效提升力调整到刚好低于待提升的并可能已装载的配件载体(7)的重力。配件载体(7)的有效提升力和重量之间的差优选与允许的工人的手动力相适应。该允许的手动力例如可以由用于生产安全的表格资料获得。其例如可以位于IN至100N的范围内，特别是在1N左右。
[0067]所需各压力水平的接入可以手动或自动地实现。优选设置气动回路，其具有位置检测器(18)和/或一个或多个存在检测器(16，17)。位置检测器(18)可以设计为任意的形式。其特别是可以设计为气动接触开关并设置在配件载体收纳容器(26)上或在某个导轨(3,4)的区域中。优选施加在升降元件(5)上的压力水平可以根据配件载体收纳容器(26)的位置进行选择，特别是通过位置检测器(18)进行控制。通过位置检测器(18)例如可以识另O，配件载体收纳容器(26)处于供应位置(10)或者其已经向那里移动，从而可以实现从用于向上运动的第二压力水平回到用于向下运动的第一压力水平的转换。对这种转换可以立即或延时地触发。相应地还可以通过位置检测器(18)识别，收纳容器(26)位于装载位置
(9)或者已经向那里移动，以从第一压力水平再次切换到第二压力水平。
[0068]替代或附加地，可以根据配件载体(7)在配件载体收纳容器(26)中的存在来选择施加在升降元件(5)上的压力水平。特别是可以设置一个或多个存在检测器(16，17)，用以可控地选择压力水平。优选在配件载体收纳容器(26)上设置第一存在检测器(16)和第二存在检测器(17)，当它们碰到位于配件载体收纳容器(26)中的配件载体(7)时将被独立地触发，尤其是依次触发。例如可以将存在检测器(16，17)设计为气动接触开关。当配件载体(17)移动到收纳容器(26)中时，例如可以首先触发设置在相对于导轨(3，4)的穿越通道上的第一存在检测器(16)。一旦配件载体(7)完全进入收纳容器(26)中，可以触发设置在收纳容器(26)端侧的第二存在检测器(17)。利用这种布置至少能够区分“空”、“进入或移出”以及“装入”这些状态。如果有必要，还可以通过负载检测中的接触开关识别，配件载体
(7)是否已经充分装入配件(8)。替代地还可以为这种检测设置附加的负载检测装置(未示出)，例如设置力传感器或压力传感器。另一方面，可以替代地在配件载体(7)上设置用于确定完全装载的检测装置。在一种优选、经济的实施方式中，将存在检测器(16，17)纯粹地用于检测配件载体(7)在收纳容器(26)中的存在，并放弃了负载检测。
[0069]当配件载体收纳容器(26)到达供应位置(10)并且检测到状态“空”时，也就是当配件载体(7)运动到第一轨道(3)上时，可以进行从第二压力水平向第一压力水平的转换。当配件载体收纳容器(26)到达装载位置(10)且检测到状态“装入”或“满载”时，即当新的配件载体(7)出现在收纳容器(26)中时，可以进行从第一压力水平向第二压力水平的转换。替代地可以仅通过其中一个条件或事件的其他组合来触发这种压力水平之间的转换。如图3所示的液压回路提供了一种用于压力水平转换的优选实施方式，后面将对其做进一步描述。在此，当两个存在检测器(16，17)都被触发时，即当在收纳容器(26)中发现配件载体(7)时，将发生向较高压力水平的转换。当存在检测器(16)未触发时，即当检测到空的收纳容器(26)时，将回到较低的压力水平。在这种实施方式中，位置检测器(18)仅适用于控制输送到第二轨道(4)上的配件载体(7)的分隔。
[0070]在图2中以透视图示出了气动升降装置的一种优选的实施方式。升降装置(I)具有操作装置(6)，可以在该操作装置上施加移动配件载体收纳容器(26)所需要的手动力。在此将操作装置(6)设计为可以利用两只手抓握的把手。在图2中示出了位于下部的装载位置(9)以及上部的供应位置(10)中的配件载体收纳容器(26)。为清楚起见，在供应位置
(10)上的配件载体收纳容器(26)的某些部分已经被去掉。
[0071 ] 优选升降装置(I)具有一个或多个用于触发升降元件(5 )的释放元件(11，11')。释放元件(11，11')可以任意的方式构成。在一种优选的实施方式中，在升降元件(5)上设置夹紧装置(23)，其可停止升降元件(5)的运动，并由此停止对配件载体收纳容器(26)的力支持。这种力支持的程度可以通过在升降元件(5)上施加的压力水平进行预调节，当夹紧装置(23)关闭并由此使得升降元件(5)被释放时，将触发这种升降支持。
[0072]如果为压力水平提供自动控制，则在正常运行期间，这两个压力水平中的一个将始终施加在升降元件(5)，在此，通过夹紧装置(23)可以提供附加的安全功能。因此不必关掉压力支持，这使得能够利用很小的控制块实现特别简单的控制。
[0073]根据一种优选的实施方式，夹紧装置(23)可以作用于升降元件(5)并能够为了使配件载体收纳容器(26)运动而停止作用，特别是通过一个或多个释放元件(11，11')。替代地可以使夹紧装置(23)直接作用在配件载体收纳容器(26)上。
[0074]在如图2所示的实施方式中设置有两个手动按钮形式的释放元件(11，11')，这两者都必须在很短的时间间隔内(例如在0.5秒内)进行操作，以便使夹紧装置(23)停止作用。替代地可以设置这样的释放元件(11，11'):使得能够对升降元件(5)施加或关闭上述的压力水平。
[0075]在图3中示出了根据本实用新型的一种优选的实施方式的气动线路图。该气动系统通过压力源(20)提供优选为恒定的供给压力。通过压力开关(13)可在检测压力源(20)是否提供了最小压力。例如，该最小压力可以是3bar的最小压力。当最小压力下降时，压力开关(13)可以阻断气动系统或至少关闭对向上运动的提升支持。
[0076]第一压力调节器(14)可以调节通常稳定地施加在升降元件(5)上的第一压力水平。优选在压力源(20)和第一压力调节器(14)之间设置止回阀(28)，以便在发生故障或压力源(20)的供应中断时阻止突然发生的回流并因此阻止升降元件(5)和收纳容器(26)的下降。优选在压力调节器(14)和升降元件(5)之间可以附加地设置停止阀(27)作为另外的安全措施。
[0077]优选可以用第二压力调节器(15)调节第二压力水平。优选第二压力水平高于第一压力水平。优选可以通过多路阀(29)对升降元件(5)施加第二压力水平。当第一存在检测器(16)和第二存在检测器(17)被触发，并因此检测到配件载体收纳容器(26)状态为“装入”时，优选将多路阀(29)连接在第二压力调节器(15)和升降元件(5)之间的出水口上。在这种情况下，升降装置(I)提供有限的支持力用于已完全或部分装载的配件载体的提升。但是，一旦升降元件(5)上的夹紧装置(23)被触发，升降元件(5)将停止。优选可以通过双手启动器(12 )使夹紧装置(23 )停止作用。通过双手启动器(12 )可以将供给压力供应给夹紧装置(23)，从而在两个释放元件(11，11')在预先设定的时间窗口被触发时使夹紧装置(23 )停止作用。一旦夹紧装置(23 )停止作用，升降元件(5 )的运动将被开启，并且配件载体收纳容器(26)可以借助于设定的支持力和附加的手动力更容易地运动。
[0078]在如图3所示的线路图中示出了气动预分隔件(21)和气动分隔件(22)。预分隔件
(21)可以自动或手动地操作，使空的配件载体(7)能够通过第二导轨(4)到达分隔件(22)。手动操作可以通过释放开关(19 )来实现。分隔件(22 )可以自动地操作，并在配件载体收纳容器(26)位于装载位置或者运动到装载位置时使空的配件载体(7)进入到配件载体收纳容器(26)中。当位置检测器(18)被触发时，对该装载位置进行检测。
[0079]当位置检测器(18)被触发并附加地通过第一存在检测器(16)检测到配件载体进入到配件载体收纳容器(26)时，可以实现对预分隔件(21)的自动触发，从而使随后的配件载体通过该分离件(22)。
[0080]本实用新型还可以各种方式实现变形。特别是可以使在各个实施方式中所描述和说明的特征以任意的方式相互结合、彼此替代、补充或省略。
[0081]本实用新型还提出一种用于操作气动升降装置的方法。作为所述两个释放元件(Iiar )和两个存在检测器(i6，i7)的替代，也可以仅设置其中一个元件。预分隔件(21)和/或分隔件(22)都可以在需要时完全手动地操作。升降元件(5)可以包括多个气动驱动器。对提升力的限制可以通过相应地触发任意一个驱动元件或驱动元件的组合来实现。例如可以设置截止阀来代替夹紧装置(23)，用于中断对于升降元件(5)的流体导引。
[0082]第一导轨(3)和第二导轨(4)的布置还可以相反地进行，从而使得供应位置位于装载位置的下方。相应地可以调整对于配件载体收纳容器(26)的向上运动和向下运动的提升力的限制，以确保对配件载体收纳容器(26)的运动的上升或下降支持。在这种情况下可以将有效提升力限制在比可能已装载的配件载体(7)的重力稍大的水平上。对于向上运动，可以将这种情况下的提升力限制为能够平衡配件载体收纳容器(26)的重力。
【权利要求】
1.一种用于提升位于供应装置(2)上的配件载体(7)的气动升降装置，其中，该升降装置(1)具有用于驱动配件载体收纳容器(26)的升降元件(5)，其中，该升降元件(5)的提升力受到限制，并在施加附加的手动力的情况下实现所述配件载体收纳容器(26)在装载位置(9)和供应位置(10)之间的运动。
2.如权利要求1所述的气动升降装置，其特征在于，将用于使所述配件载体收纳容器(26)从所述装载位置(9)运动到所述供应位置(10)的所述升降元件(5)的有效提升力限定为小于待提升的配件载体(7)的重力的力。
3.如权利要求2所述的气动升降装置，其特征在于，使所述配件载体收纳容器(26)从所述装载位置(9)运动到所述供应位置(10)的运动是向上运动(H)。
4.如权利要求1所述的气动升降装置，其特征在于，将用于使所述配件载体收纳容器(26)从所述供应位置(10)运动到所述装载位置(9)的所述升降元件(5)的有效提升力限定为，能够平衡所述配件载体收纳容器(26)的重力。
5.如权利要求4所述的气动升降装置，其特征在于，使所述配件载体收纳容器(26)从所述供应位置(10)运动到所述装载位置(9)的运动是向下运动。
6.如权利要求1所述的气动升降装置，其特征在于，所述升降元件(5)是带缸。
7.如权利要求4所述的气动升降装置，其特征在于，为了使所述配件载体收纳容器(26)向下运动，对所述升降元件(5)加载第一压力水平的压力。
8.如权利要求2所述的气动升降装置，其特征在于，为了使所述配件载体收纳容器(26)向上运动(H)，对所述升降元件(5)加载第二压力水平的压力。
9.如权利要求7或8所述的气动升降装置，其特征在于，施加在所述升降元件(5)上的压力水平可以根据所述配件载体收纳容器(26)的位置进行选择。
10.如权利要求9所述的气动升降装置，其特征在于，通过位置检测器(18)可控地选择施加在所述升降元件(5)上的压力水平。
11.如权利要求1所述的气动升降装置，其特征在于，施加在所述升降元件(5)上的压力水平可以根据配件载体(7)在所述配件载体收纳容器(26)中的存在来选择。
12.如权利要求11所述的气动升降装置，其特征在于，通过一个或多个存在检测器(16，17)可控地选择施加在所述升降元件(5)上的压力水平。
13.如权利要求7所述的气动升降装置，其特征在于，所述第一压力水平可以通过第一压力调节器(14)调节。
14.如权利要求8所述的气动升降装置，其特征在于，所述第二压力水平可以通过第二压力调节器(15)调节。
15.如权利要求1所述的气动升降装置，其特征在于，在所述升降元件(5)上设置夹紧装置(23)。
16.如权利要求1所述的气动升降装置，其特征在于，借助至少一个释放元件(11，11;)使用于释放所述配件载体收纳容器(26)的运动的夹紧装置(23)停用。
17.如权利要求16所述的气动升降装置，其特征在于，所述配件载体收纳容器(26)的运动是向上运动(H)。
18.如权利要求1所述的气动升降装置，其特征在于，所述升降装置具有操作装置(6)，用于借助通过所述升降元件(5)的提升支持手动地使所述配件载体收纳容器(26)运动。
【文档编号】B65G1/08GK204038395SQ201420167225
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2013年4月10日
【发明者】曼斯菲尔德·卡斯特霍弗尔, 马里乌斯·雅各布 申请人:库卡系统有限责任公司