DD215965A1 - Automatischer werkzeugwechsel fuer industrieroboter - Google Patents

Abstract

Der automatische Werkzeugwechsel fuer Industrieroboter ermoeglicht den selbstaendigen Wechsel von Schraubwerkzeugen. Das wird dadurch erreicht, dass eine federbelastete Einrastung fuer das Werkzeug im Pendelfutter vorgesehen und dieses mit einer pendel- und federbelasteten Schraubwegausgleichseinrichtung kombiniert wird. Das ermoeglicht das Einsetzen und Herausziehen des Werkzeuges in einem gabelartig ausgebildeten Werkzeughalter. Die notwendige Korrektur der Ungenauigkeiten bei der Ansteuerung eines Punktes durch den Industrieroboter korrigiert die genannte Vorrichtung. Der Einsatz der Einrichtung kann dort erfolgen, wo mit einem frei programmierbaren Industrieroboter eine Anzahl verschiedener Schrauben geloest oder angezogen werden soll.

Description

Anmelder: Auöfertigungsdatum: 15. 04, 1983

Pohlisch, Andreas 22.11.1955 , '

.} Automatischer Werkzeugwechsel für Industrieroboter :

Anwendungsgebiet der Erfindung :

Die Erfindung betrifft eine .Wechselvorrichtung für die Aufnähme verschiedener Schraubwerkzeuge und deren zweckmäßige Führung beim Montieren oder Demontieren mit einem von einem Industrie- < roboter bewegten Schrauber·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Praxis bekannte ausgereifte Werkzeugwechselsysteme sind für gesteuerte Maschinen ausgelegt. Es mußTte bisher immer von einer starren Werkzeugspindel ausgegangen werden. Dementsprechend sind die Speichel» und Wechsel einrichtungen für die Werkzeuge aufgebaut (z.B. DD-PS 145 201, DD-PS 109 550). Den bekannten Werkzeugwechselsystemen für Industrieroboter ^; liegen ähnliche Grundprinzipien zugrunde (z.B. Spannzylinder), Das führt dazu, daß diese Vorrichtungen kompliziert und schwer werden. Desweiteren sind aus der DD-PS Ir. 83 291 auch halbkreisförmige Werkzeughalter bekannt, in denen das Werkzeug durch Federkraft gegen herausfallen gesichert wird.

In der Praxis bekannte Einrichtungen an Maschinen spannen das Werkzeug form- oder kraftschlüssig, in jedem Fall aber fest. Die Anwendung einer federbelasteten Einrastung für die Werkzeuge in Maschinen kam bisher nicht in beträcht', ist aber .'eben-, falls nicht technisch neu.

In der Praxis bekannt sind weiterhin Einrichtungen, die einen Versatz der Achsen des 7/erkzeuges und der Schraube ausgleichen (Pendelfutter, Corapliance-Werkzeuge).

Eine Kombination der Punktionen vVerkzeugwechael, Zurückfedern (Sciiraubwegausgleich) und Pendelfutter, wie sie zum Schrauben mit dem Industrieroboter notwendig sind, liegt bisher nicht vor. Gerade durch diese Kombination kann aber der erforderliche einfache und leichte Aufbau erfolgen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist daher ein automatischer Werkzeugwechsel für Industrieroboter mit Pendel- und Schraubwegausgleichsvor— richtung, der eine Kombination der Punktionen Werkzeugwechsel und Zurückfedern darstellt*

Darlegung dea Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Werkzeugwechsel für Schraubwerkzeuge an der Schraubspindel eines Industrieroboters in einfacher und leichter Bauweise in Kombination mit den anderen benötigten Punktionen zu realisieren. Die Schraubspindel integriert ein Pendelfutter und einen federbelasteten Längenausgleich mit der eigentlichen Werkzeugaufnahme. In ihr wird das Werkzeug mit federbelasteten Kugeln gehalten. Zur Übertragung des Drehmoments sind formschlüssige Elemente (z.B.

Vierkant) vorgesehen. Um das Einsetzen des Werkzeuges zu erleichtern, sind Schrägen und Führungsflachen vorhanden. Am oberen Teil des Werkzeuges iat das der Aufnahme entsprechende Gegenstück ausgebildet. Der Schaft weist eine Verbreiterung, etwa, durch einen Ring, auf.

Der ./erkz eughalt er besteht aus einer Gabel im oberen Teil, in dem der Werkzeugschaf\ eingesetzt und gegebenenfalls durch federnde Elemente gehalten wird. Im unteren Teil ist eine mit Schrägen versehene Bohrung eingebracht, in die das Werkzeug eingesetzt werden kann und zentriert wird.

Die Funktion der Einrichtung läßt sich wie folgt beschreiben: Zum Einsetzen des 7/erkzeuges fährt der Industrieroboter mit der »Verkzeugaufnahmespindel senkrecht über das Werkzeug. Durch Abwärtsbewegung wird das Vferkzeug aufgenommen, wobei zum Ausgleich der Abweichungen die Punktionen des Pendelfutters und des federbelasteten Längenausgleichs genutzt werden. Nachdem das Werkzeug ein wenig angehoben wurde, läßt es sich waagerecht aus der Gabel herausnehmen.

Zum Ablegen des Werkzeuges fährt der Industrieroboter das Werkzeug waagerecht in die Gabel des Werkzeughalters, wobei die am Schaft des Werkzeuges angebrachte Verbreiterung (Ring) unter die Gabel gebracht wird. Die Gabel ist vorn mit Schrägen versehen, so daß auch hier eine geringe Fehlpositionierung durch das Pendelfutter abgefangen werden kann. Hat das Werkzeug die vorgesehene Stellung im Werkzeughalter erreicht, fährt der Industrieroboter mit dem Aufnahmefutter nach oben, so daß das Werkzeug mit der Verbreiterung an der Gabel zum Ausschlag kommt und es aus dem Futter gezogen.wird. Das Werkzeug fällt dann in die kegelig ausgebildete Auflage, wodurch es genau portioniert wird. In der Gabel wird es durch federbelastete Elemente gehalten. . , 7

Ausführunflsbeiapiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden«,

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich im oberen Teil die federbelastete Wegeausgleichseinrichtung 1. Das Drehmoment wird über den Vierkant 3 übertragen. Peder und Begrenzungsstift ergänzen die in üblicher Weise aufgebaute Einrichtung. Am Schaft des Wegeausgleichs befindet sich das Pendelfutter 2. Das Drehmoment wird über vier kreuzweise angeordnete Stifte 4 übertragen. Durch das Ausführen von Langlöchern bzw. Spielpassungen in der Hülse wird das Bewegungsspiel realisiert. Als Pederelemente sind zwei Gummiringe 5 eingepaßt.

Im vorderen Teil der Werlczeugaufnahmevorrichtung befindet sich das Putter, in dem das durch Passungen und den Vierkant 6 aüfgenommene Werkzeug mittels federbelasteten Kugeln 7 gehalten wird. Das Werkzeug besteht aus dem Aufnahmeteil 8, dem Werkzeugschaft 9 mit dem Ring 10 und dem Arbeitselement (Uuß, Schraubendreher o.a.) 11. Den Werkzeughalter kennzeichnen im wesentlichen die lilemente, Gabel 12 mit federbelasteter Halterung für den Werkseugschaft und die Auflage 13» welche eine kegelige Führung in Form einer Senkung aufweist.

Zur Aufnahme des Werkzeuges fährt der Industrieroboter die Spindelachse mit Bewegung A über die Achse des Werkzeuges. Mit Bewegung B wird das Werkzeug aufgenommen, die Kugeln 7 rasten ein, der lYegeausgleich 1 und das Pendelfutter 2 korrigieren Abweichungen, Nach dem Anheben C erfolgt das waagerechte Herausnehmen D des Werkzeuges.

Zum Herauenehmen des Werkzeuges wird der Zyklus in umgekehrter Reihenfolge durchfahren, Bewegung C fällt jedoch weg.

Das /erkzeug wird unter die Gabel 12 gebracht (Bewegung D), Beim Anheben B kommt der Ring 10 zum Anschlag an die Gabel 12» das /erkzeug wird herausgezogen und fällt auf Auflage 13.

Claims (2)

1. Erfindungeanaprüche

   1. Automatischer Werkzeugwechsel für Industrieroboter, dadurch gekennzeichnet, daß sich im oberen Teil der Vorrichtung eine federbelastete Wegeausgleichseinrichtung (1) befindet, das Drehmoment über einen Vierkant (3), und vier kreuzweise angeordnete Stifte (4) auf ein Pendelfutter (2) und von diesem über einen Vierkant (6) auf ein Aufnahmeteil (8) und einen Werkzeugschaft (9) übertragen wird. a
2. 2. Automatischer Werkzeugwechsel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in eine Gabel (12) eingesetztes Arbeitselement (11) nach dem Herausziehen, durch einen Ring (10) zurückgehalten, in eine Auflage (13) fällt und in dieser durch federnde Elemente gehalten wird.