DD219426A1 - Antriebsloser greifer fuer industrieroboter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Greifer fuer Industrieroboter fuer Rotationsteile, der die Nachteile, die sich aus dem Greiferantrieb ergeben, vermeidet. Indem der Greifer mit der Peripherie, insbesondere mit dem Werkstueck- bzw. Werkzeugmagazin eine technologische Einheit bildet, kann auf den gesonderten Greiferantrieb verzichtet und die Spannbewegung durch das Roboterhanddrehgelenk erzeugt werden. Erfindungsgemaess sind an einem Greifergrundkoerper radial verschiebbare Greiforgane angeordnet, die durch einen Spannkegel, der ueber ein Gewinde gegenueber dem Grundkoerper axial bewegt wird, radial verschoben werden, wobei die erforderliche Drehbewegung durch eine Verbindung des Greifergrundkoerpers bzw. des Gewindestueckes mit dem Roboterhanddrehgelenk erzeugt wird und Lagesicherungselemente des Werkstueckmagazins oder andere zusaetzlich angebrachte Elemente an anderen Teilen der Roboterperipherie zur Aufnahme des Spannmomentes dienen.

Description

Titel der Erfindung ,

Antriebsloser Greifer für Industrieroboter ,

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Greifer für Industrieroboter für rotationssymmetrische Teile und ist für alle Industrieroboter mit Handdrehgelenk anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Greifer für Industrieroboter bekannt, bei denen durch translatorische oder rotatorische Antriebe und verschiedene

Getriebeelemente die Spannelemente bewegt und die Spannkräfte übertragen werden. Beispiele dafür sind aus der Literatur und aus Patentschriften bekannt. So z. B. in den Patentschriften DD 158525, DD 158626, DE 2916312, DE 2949558 A 1, DD 34-880

Diese Greifer haben den Nachteil, daß auf Grund des Antriebes die Abmessungen und die Masse sehr groß werden. Dadurch reduziert sich die handhabbare Teilemasse bei vorgegebener Handhabekraft. Ebenso erhöht sich der Aufwand an kinetischer Energie bei der Bewegung des Greifers infolge der erhöhten Brems- und Beschleunigungskräfte.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß für die Bereitstellung und Zuleitung des antriebsspezifischen Energieträgers (z.B

Druckluft, Drücköl, Elektroenergie) zusätzliche Einrichtungen

erforderlich sind. Dadurch erhöht sich der Ausrüstungsaufwand für die Industrieroboter.

Es sind Lösungen bekannt, z. B. mit der Patentschrift DD 200867/8, bei denen versucht wird, diese Nachteile durch extern angeordnete Antriebe zu vermeiden bzw. einzuschränken. Dabei werden Lösungen für die Übertragung der Antriebsbewegung vorgestellt. Die Nachteile des Aufwandes der Energiebereitstellung und -zuleitung für den Antrieb werden damit jedoch nicht vermieden.

Ziel der Erfindung <

Ziel der Erfindung ist es, einen Greifer zu schaffen, bei dem auf einen Greiferantrieb verzichtet werden kann. Dadurch werden die Nachteile, die sich aus dem Greiferantrieb ergeben, vermieden . ^x Das sind

- zusätzlicher Platzbedarf für den Antrieb

- zusätzlich !5u handhabende Masse am Greifer und damit Reduzierung der Nutzlast, \

- zusätzlicher Energieaufwand für die Bewegung (Beschleunigung) des Greifers,

- zusätzlicher anlagentechnischer Aufwand für die Bereitstellung und Übertragung der Antriebsenergie.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifer für Industrieroboter zu entwickeln, der unter Nutzung der Drehbewegung des Roboterhanddrehgelenkes im Zusammenwirken mit der Peripherie des Roboters die Spannbewegung realisiert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Greifergrundkörper radial verschiebbare Greiforgane angeordnet sind, die durch einen Spannkegel, der über ein Gewindestück gegenüber dem Grundkörper axial bewegt wird, radial verschoben werden. Die verschiebbare Anordnung der Greiforgane am Greifergrundk-örper wird entweder durch eine formschlüssige Führung in radialer Richtung oder durch eine¹ unmittelbare Befestigung mit

hinreichender elastischer Beweglichkeit, bevorzugt in radialer Richtung, erreicht. Das Gewindestück mit Spannkegel ist im oberen Teil des Greifergrundkörpers in einer entsprechenden Spanngewindebohrung eingedreht und schließt bündig mit dem Greifergrundkörper ab. Zur Übertragung der radialen Spannkraft durch den Spannkegel sind an den Greiferorganen, entsprechende Gegenflächen.bzw. zwischengeschaltete Übertragungselemente angeordnet

Zur Übertragung der Drehbewegung des Roboterhanddrehgelenkes wird je nach Ausführungsart der Greifergrundkörper bzw. das Gewindestück des Spannkegels mit dem Roboterhanddrehgelenk verbunden.

Zur Gewährleistung der Verdrehsicherung des Greifers sind im Greifer Ausnehmungen für einen formschlüssigen Eingriff der Lagesicherungselemente des Werkstückmagazins vorhanden, so daß der Greifer mit der' Peripherie des Roboters eine funktionelle Einheit bildet, wobei die Ausnehmungen sowohl am Greifergrundkörper als auch am Spannkegel angeordnet sein können. Sind die Ausnehmungen am Greifergrundkörper, dann wird das Gewindestück des Spannkegels mit dem Roboterhanddrehgelenk verbunden, in dem Falle wo die Ausnehmungen am Spannkegel sind, wird der Greifergrundkörper an dem Roboterhanddrehgelenk befestigt. Im Falle der Befestigung des Greifergrundkörpers am Roboterhanddrehgelenk wird die Werkstuck-VWerkzeug-Spannung, d. h. die Greifkraft, nicht durch äußere bei der Handhabung auftretende Kräfte, wie z. B. Umfangskräfte_i beim Außenrundschleifen der Werkstücke, verändert. Im Falle der Befestigung des Gewindestückes des Spannkegels am Roboterhanddrehgelenk wird die Veränderung der Greifkraft infolge äußerer Kräfte durch eine zusätzliche Sperre, bestehend aus einem federbelasteten Indexstift, der eine formschlüssige Verbindung zwischen Greifergrundkörper und Spannkegel gewährleistet, verhindert· ,

Komplettiert wird der Greifer durch die dem Stand der Technik entsprechenden Elemente, wie federnde Aufhängung, Sollbruchstück, Sensoren u.a. >' ' ·

Beim Handhaben eines Werkstückes/Werkzeuges bewegt sich der Greifer zunächst bis über das Magazin und dreht sich soweit, daß die Ausnehmungen über den Lagesicherungselementen stehen. Diese Stellung wird im Steuerprogramm des Roboters fixiert. Danach bewegt sich der Greifer in bzw. über das Werkstück/ Werkzeug, wobei die Lagesicherungselemente .des" Magazins in die entsprechenden Ausnehmungen am Greifer eingreifen und in radialer und Umfangrichtung eine formschlüssige Verbindung herstellen. Durch geeignete Sensoren wird eine Teileoberkantenerkennung gewährleistet. Durch Drehung des Roboterhanddrehgelenkes in Gewindeanzugsrichtung erfolgt nun die eigentliche Spannung des Werkstückes bzw. Werkzeuges. Dabei wird der Spannkegel infolge der Gewindedrehung in axialer Richtung verschoben. Die am Spannkegel anliegenden Greiforgane verschieben sich dabei in radialer Richtung. Der beim Spannen zurückgelegte Drehwinkel des Roboterhandgelenkes wird entweder durch direkte Vorgabe seiner Größe, z. B. bei sehr engen Toleranzen des Spanndurchmessers, oder durch die sensitive Bestimmung der Spannkräfte und die Robotersteuerung in Abhängigkeit von dieser begrenzt. Bei der Ausführung mit Indexstift als Sperre gegen Veränderung der Greifkraft ^ wird dieser beim Einführen in das Magazin durch ein Lagesicherungselement bestätigt

Das Ablegen des Werkstückes/Werkzeuges im Magazin erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Soll das Werkstück/Werkzeug an anderen Stellen abgelegt werden (z. B. Spannaufnahme der Werkzeugmaschine, Wendeplatz, Meßplatz.usw.) so sind dort den Lagesicherungselementen entsprechende Verdrehsioheruifigen anzubringen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend an zwei AusfUhrungsbeispielen näher erläutert

In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 und 2:: einen antriebslosen Greifer für innen abgesetzte, gestapelte rotationssymmetrische Werkstücke

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Fig. 3 und 4: einen antriebslosen Greifer für außen aufzuneh-'.' '. mende rotationssymmetrische Werkstücke

Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 und 2) sind die Werkstücke 1 im Werkstückmagazin 2 gestapelt und in ihrer Lage durch drei Lagesicherungselemente 3 grob fixiert. Der Greifer enthält sowohl an den Greiforganen 4, die Bestandteile des Greifergrundkörpers 5 und durch die Schlitze 6 voneinander getrennt sind, als auch am Spannkegelelement 7 die Zentrierkegelflächen 8 und 9. Diese Zentrierke'gelflächen ermöglichen ein sicheres Einführen der Greiforgane 4 in das Werkstück 1, auch wenn dieses im Rahmen seiner Beweglichkeit auf dem Werkstückmagazin 2 außermittig liegt. Aus Gründen der Justierbarkeit und Montierbarkeit ist das Gewindestück 10 mit Schrauben 11 am Spannkegelelement 7 befestigt. Beim Handhaben des Werkstückes 1 bewegt sich der Greifer zunächst in die dargestellte Lage. Durch Drehung des Roboterhanddrehgelenkes wird der Greifergrundkörper 5 gegenüber dem Spannkegelelement 7 verdreht und damit axial bewegt. Durch den Spannkegel werden dabei die Greiforgane 4 radial nach außen bewegt, bis sie am Werkstück

20" fest anliegen und die Spannkraft übertragen. Nun kann der Greiferdiese Lage in Längsrichtung der Lagesicherungselemente 3 verlassen. Zum Ablegen des Werkstückes 1 bewegt sich der Greifer ebenfalls über die Lagesicherungselemente 3 oder die jeweils vorgesehenen Verdrehsicherungen. Der Lösevorgarig erfolgt analog dem Spannvorgang in umgekehrter Reihenfolge.

Im aweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3 und 4) sind die Werkstücke 12 im Werkstückmagazin 13 gestapelt und in ihrer Lage durch die Lagesicherungselemente 14 fixiert. Die Greiforgane 15 sind mittels formschlüssiger Führungen 16 im Greifergrundkörper 17 radial verschiebbar gelagert. Durch die Ringfeder 18 werden sie nach außen gedrückt, so daß sie mit der kegligen Fläche am Spannkegel 19 anliegen. Die. Spannkegel und das Spanngewinde 20 befinden sich am Spannkegelbäuteil 21 Gegen Lösen oder Festziehen des Greifers während der Handhabung sichert der Indexstift 22, der in die Bohrung 23 eingreift. Der Indexstift befindet sich an dem Gleitstein 24, der durch die Feder 25 in die Verriegelungslage gedrückt wird.

Beim Einfahren des Greifers wird der Gleitstein 24 durch die Kegelfläche 26 am Lagesicherungselement 14 in die Entriegelungslage geschoben.

Beim Handhaben des Werkstückes 12 wird der Greifer zunächst in die dargestellte Lage gebracht. Dabei wird durch die Kegelfläche 26 am Lagesicherungselement 14 der Indexstift 22 gegen die Feder aus der Bohrung 23 herausgedrückt. Der Spannvorgang erfolgt nun ebenfalls durch die Drehung des Roboterhanddrehgelenkes, in deren Folge sich der Greifergrundkörper 17 gegenüber dem Spannkegelbauteil 21 axial und die Greiforgane radial verschieben. Beim Verlassen dieser Lage gibt das Lagesicherung element 14 den Indexstift 22 wieder frei, so daß dieser von der Feder 25 in eine der Bohrung 23 analoge Bohrung gedrückt wird. Durch diesen Formschluß wird der Greifer in der hergestellten Spannung arretiert. Das Ablegen des. Werkstückes erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Claims (4)

Erfindungsanspruch

1. Antriebsloser Greifer für Industrieroboter für rotationssymmetrische Teile geeignet zum Einsatz an Industrierobotern mit Handdrehgelenk, dadurch gekennzeichnet, daß an ei- nein Greifergrundkörper radial verschiebbare Greiforgane
V angeordnet sind, die durch einen Spannkegel, der über ein
Gewinde gegenüber dem Grundkö'rper axial bewegt wird, radial verschoben werden, wobei die erforderliche Drehbewegung
durch eine Verbindung des Greifergrundkörpers bzw. des Gewindestückes mit dem Roboterhanddrehgelenk erzeugt wird und

Lagesicherungselemente des Werkstückmagazins oder andere
\ zusätzlich angebrachte Elemente an anderen Teilen der Roboterperipherie zur Aufnahme des Spannmoments dienen.

2. Antriebsloser Greifer nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß fur den formschlüssigen Eingriff der Lagesicherungselemente im Greifergrundkörper bzw. im Spannkegel Ausnehmungen vorhanden sind.

3- Antriebsloser Greifer nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiforgane am Greifergrundkörper mit einer formschlüssigen Führung oder durch eine unmittelbare Befestigung

mit elastischer Beweglichkeit in radialer Richtung angeord- ,: net sind.

4. Antriebsloser Greifer nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Arretierung des Greifers zwischen Greifergrundkörper und Spannkegel ein federbelasteter Indexstift angeordnet ist, der durch Lagesicherungselemente betätigt wird.

Hierzu gehören 2 Seiten Zeichnungen