DD214330A1 - Greiferwechselvorrichtung mit sensorschnittstelle und luftzufuehrung fuer industrieroboter - Google Patents

Abstract

Das Greiferwechselsystem dient zum schnellen Wechseln von Greifern, Werkzeugen und Vorrichtungen, die am Handgelenk von Industrierobotern oder Lademanipulatoren befestigt sind,wobei elektrische und pneumatische Verbindungen getrennt und wieder verbunden werden. Der Wechsel kann mit besonderem Industrieroboterprogramm automatisch, aber auch von Hand erfolgen. Das Greiferwechselsystem kann bei entsprechender Anpassung an das Handgelenk eines jeden Industrieroboters und Lademanipulators angebaut werden.Das Greiferwechselsystem ist mit hohem oekonomischem Effekt dann anzuwenden, wenn Werkstuecke mit sehr unterschiedlichen Formen und Abmessungen und in kleinen Stueckzahlen mit einem Industrieroboter bearbeitet werden sollen und dabei unterschiedliche Greifer, Werkzeuge oder Vorrichtungen benoetigt werden. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass ein am Greifer bzw. Werkzeug befestigter Zapfen in einer am Handgelenk des Industrieroboters bzw. Lademanipulators befestigten Klemmeinrichtungen gehalten wird, siehe Fig. 1. Zur Sicherung der richtigen Lage des Greifers bzw. Werkzeuges dient ein Zentrierungsbolzen, der am Umfang der Klemmeinrichtung angeordnet ist.

Description

Titel der Erfindung Greiferwechselvorrichtung mit Sensorschnitteteile und Luftzuführung für Industrieroboter Anwendungegebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Greiferwechsslsystem zum automatischen Wechseln von Greifern»Werkzeugen und Vorrichtungen, die am Handgelenk von Industrierobotern oder Lademanipulatoren befestigt sind und als Arbeitsmittel dienen· Dabei werden gleichzeitig elektrische und pneumatische Verbindungen getrennt und mit de« neuen Greifer bzw. Werkzeug wieder verbunden·

Das Greiferwechselsystem ist einsetzbar an allen Industrierobotern« mit denen unterschiedliche Arbeiten ausgeführt bzw« Teile mit unterschiedlichen Abmessungen bei kleinenStückzahlen manipuliert werden müssen, z«B« Abwischen, Lackieren und Polieren - Schweißen und Verschleifen -Schichten von Wandler- und Transformatorenkernen mit unterschiedlichen Abmessungen und'Bauformen bei niedrigen Losgrößen,, Es ist weiterhin einsetzbar bei allen Lademanipu-latoren im Bauwesen in der Land- und Forstwirtschaft, wenn Kult unterschiedlichen Arbeitsgeraten gearbeitet werden muß.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei im Einsatz befindlichen bekannten Industrierobotern und Lademanipulatoren sind Greifer bzw· Werkzeuge durch Schrauben fest mit dem Handgelenk verbunden· Im allgemeinen führen diese eine bestimmte Aufgabe durch, die mit

einem angepaßten Greifer bzw» Werkzeug ausgeführt wird, wodurch nur in seltenen Fällen ein Wechseln des Greifers bzw» Werkzeuges erforderlich wird.

Aus der Literatur sind Anwehdungsfälle von Greiferwechselsystemen bekannt, die den Greifer bzw· das Werkstück durch Druckluft spannen· Zum Entspannen wird ebenfalls Druckluft 'verwendet, " ' .

Gegenüber den bekannten Lösungen wird durch die erfindungsgemäße Lösung der Greifer bzw· das Werkstück mechanisch durch Federdruck gespannt· Damit wird gewährleistet, daßbei Energieausfällen der Greifer bzw· das Werkstück weiterhin sicher gespannt bleibt· Zum Lösen wird ebenfalls Druckluft verwendet·

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung wird das Einsatzgebiet des Industrieroboters bzw· Lademanipulators erweitert· Gleichzeitig wird damit durch den kurzfristigen Greifer- bzw. Werkzeugwechsel eine Senkung der Umrüstzeiten erreicht·

Der Greifer bzw· das Werkzeug wird vom Greiferwechselsystem sicher justiert, wodurch reproduzierbare Bewegungen und höchste Positioniergenauigkeiten möglich sind·

Bei jedem Greifer- bzw· Werkzeugwechsel werden sämtliche erforderlichen Kraft- und Sensoranschlüsse automatisch hergestellt, so daß Fehlschaltungen ausgeschlossen sind und höchste Zuverlässigkeit gewährleistet ist«

Für die Arbeitskraft bringt das Greiferwechselsystem eine wesentliche Arbeitserleichterung und eine Verbesserung des Arbeitsschutzes·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Greiferwechsel« system mit Sensorschnittstelle und Luftzuführung zu schaffen für Arbeitsaufgaben, die ein häufiges Wechseln von Greifern

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bzw, Werkzeugen am Handgelenk von Industrierobotern und Lademanipulatoren erforderlich machen.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß manuelle Montagen und Demontagen von Greifern und Werkzeugen sowie die zur Gewährleistung einer einwandfreien Funktion notwendigen Ou-stierarbeiten wegfallen und die elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Verbindungen nicht mehr von Hand hergestellt bzw· gelöst werden müssen·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein am Greifer bzw» Werkzeug befestigter Zapfen in einer am Handgelenk des Industrieroboters befestigten Klemmeinrichtung gehalten wird· Zur Sicherung der richtigen Lage des Greifers bzw· Werkzeuges dient ein am Umfang der Klemmeinrichtung befestigter Zentrierungebolzen, der in einer entsprechenden Führungsplatte des Greifers bzw· Werkzeugesgeführt wird· Dieser Zentrierungsbolzen stellt gleichzeitig die Verbindung für Saug- bzw. Druckluft zur Durchführung von Greifer- bzw· Werkzeugfunktionen her· Elektrische Verbindungen werden über am Umfang der Klemmeinrichtung angeordnete Steckverbinder hergestellt· Der Wechsel eines Grei fers bzw· Werkzeuges kann mittels speziellem Programm vom Industrieroboter selbsttätig durchgeführt werden·

Mit Aufschalten von Druckluft auf die Klemmeinrichtung des Greiferwechselsystems wird die auf den Greifer- bzw· Werkzeugzapfen wirkende Klemmung gelöst und der Greifer bzw· das Werkzeug bleibt beim Anheben des Manipulatorhandgelenkes auf seiner Unterlage liegen· Nachdem das Handgelenk über den neuen Greifer bzw· Werkzeug abgesenkt, die Druckluft abgeschaltet und die Leitung belüftet wurde, wird überein Federsystem die erforderliche Klemmung wieder hergestellt« Der neue Greifer bzw« das Werkzeug ist damit arbeitsbereit«

AusfQhrungsbeispiel

I_n den zugehörigen Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. l: die Klemmeinrichtung des Greiferwechselsystems, Fig· 2: die Zentriereinrichtung mit LuftanSchluß, Fig· 3s die elektrische Steckverbindung

Mit der Platte 1 ist die Klemmeinrichtung am Handgelenk des Industrieroboters befestigt« Die Buchse 2 trägt an ihrem Umfang drei Bohrungen« die je eine gehartete Stahlkugel 6 auf- nehmen· Mit einem gehärteten Klemmring 5, der am inneren Umfang zwei Kegel mit unterechiedlicher Steigung besitzt, werden die Kugeln in eine Rille des am Greifer bzw· Werkzeug befestigten Zapfens 9 gepreßt· Die Pressung der Kugeln wird von den Federn 7 über den Kolben 4 erzeugte Zur Trennung des Greifers bzw· Werkzeuges vom Handgelenk des Industrieroboters wird über die Schlauchtülle 8 Druckluft zugeführt· Diese Druckluft schiebt den Kolben 4 entgegen der Federkraft nach unten und löst über die beiden Kegel des Klemmringes 5 die Klemmung des Zapfens 9· Die Kugeln 6 können über einen relativ kurzen Weg des Klemmringes 5 soweit zurückweichen, daß a@r Zapfen 9 ungehindert nach unten abgezogen werden kann. Nach dem Einführen des neuen Greifers bzw« Werkzeuges wird die Druckluft unterbrochen und der Druckzylinder entlüftet· Dadurch drücken die Federn 7 mit dem Kolben 4 den Klemmring 5 nach oben und über die Kugeln 6 erfolgt die Klemmung des neuen Zapfens 9«

Die richtige Stellung der Greiferhand bzw· des Werkzeuges wird durch einen Zentrierungsbolzen lO, Fig· 2, hergestellt, der am äußeren Umfang der am Handgelenk des Industrieroboters befestigten Klemmeinrichtung angebracht ist und in eine Führungsplatte 11 eingreift« Die Führungsplatte ist an einem Verteilerstück 12 befestigt, welches fest mit der Greiferhand bzw· mit dem Werkzeug verbunden ist· Der Zentrierungsbolzen 1Ö trägt eine Bohrung, durch welche über die Schlauch-

tülle 16 dem Verteilerstück 12 Saug- oder Oruckluft zugeführt werden kann* Die Abdichtung erfolgt über den Gummiring 15· Mit Hilfe einer auswechselbaren Drossel 14 und einem Vakuum-Druck-Sensor 13 kann die ordnungsgemäße Funktion des Greifers bzw· Werkzeuges überwacht werden· Ober Schlauchtüllen 17 können mehrere Verbraucher angeschlossen werden»

Ein weiteres Verbindungsstück i8_t Fig. 3, welches ebenfalls fest mit dem Greifer bzw· Werkzeug verbunden ist, trägt die Messerleiste 20 eines elektrischen Steckverbinders· Zum Schutz der Kontaktmesser hat das Verbindungsstück 18 einen bis über die Kontaktmesser hinausragenden Bord« Die Buchsenleiste 19 des Steckverbinders ist an der Buchse 3 der am Handgelenk befestigten Klemmeinrichtung angebracht. Ober die Kontakte des Steckverbinders werden die elektrischen Signale der am Greifer bzw· Werkzeug angeordneten Sensoren übertragen·.

Alle Teile sind so angeordnet, daß mit dem Industrieroboter-Handgelenk eine Drehung bis zu 360° ausgeführt werden kann, Mit Hilfe eines bekannten Dreiwegeventiles« welches in den Flansch der Buchse 3 eingebaut ist, können die beiden Luftanschlüsse über die Schlauchtüllen 8, Fig» l, und 16, Fig» 2, bei Verwendung eines Druckluft-Vakuum-Kompressors, z.B. vom Typ VZ 2/20/79 - 2 DV zu einem Luftanschluß vereinigt werden« Über das Dreiwegeventil wird die Druckluft oder auch die Saugluft dem jeweiligen Verbraucher aufgeschaltet»

Claims (7)

Patentansprüche

1· Greiferwechselsystem mit Sensorschnittstelle und Luftzuführung, gekennzeichnet dadurch, daß ein mit der Greiferhand bzw, mit dem Werkzeug fest verbundener Zapfen in einer mit dem Industrieroboter-Handgelenk fest verbunde- ;'; . nen Klemmeinrichtung gehalten wird·

2. Greiferwechselsystem nach Punkt i, gekennzeichnet dadurch, daß die Klemmung des Zapfens über drei am Umfang verteilte, in eine Rille des Zapfens eingreifende Kugeln erfolgt, die von einem Ring mit zwei Kegeln unterschiedlicher Steigung bewegt werden*

3« Greiferwechselsystem nach Punkt l, gekennzeichnet dadurch, daß der Ring zum Spannen durch Federn gegen die Kugeln gepreßt wird und zum Lösen der Spannung der Ring mit einem ringförmigen Kolben und Druckluft entgegen der Federkraft von den Kugeln weg bewegt wird«

4. Greiferwechselsystem nach Punkt i, gekennzeichnet dadurch, daß die richtige Stellung der Greiferhand bzw· des Werkzeuges durch einen am Umfang der Klemmeinrichtung ange-ordneten Zentrierungsbolzen, der in eine Führungsplatte eingreift, gesichert wird·

5. Greiferwechseleyetem nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß der Zentrierungsbolzen gleichzeitig Saug- bzw· Druckluft auf die Greiferhand bzw· das Werkzeug überträgt·

6· Greiferwechseleyetem nach Punkt l, gekennzeichnet dadurch, daß die Übertragung elektrischer Sensorsignale über Steckverbinder, die in die Klemmeinrichtung eingebaut sind, erfolgt.

7· Greiferwechselsystem nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß bei Vorhandensein eines Druckluft-Vakuum-Kompressors die Verteilung der Luftströme auf die beiden Funktionsgruppen mit einem eingebauten Dreiwegeventil geschieht«

Hierzu. Ja. Seiten ZeidmurKp