DD219721A1

DD219721A1 - GRIPPERS FOR HANDLING MAGNETICALLY RESPONSIBLE WORKPIECES

Info

Publication number: DD219721A1
Application number: DD83257783A
Authority: DD
Inventors: Eckart Herold; Lothar Reinhart; Guenter Schulze
Original assignee: Leipzig Fernmeldewerk Veb
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1985-03-13

Abstract

Greifer zum Handhaben von magnetisch haftenden Werkstuecken fuer die lagepositionierte Uebernahme und den Transport bei Montagearbeitsgaengen, insbesondere fuer die Fertigung von Lautsprecherkoerben in der Nachrichtenelektronik. Ziel der Erfindung ist es, einen magnetischen Greifer so zu gestalten, dass sich ein zusaetzlicher Arbeitsgang fuer die Lagepositionierung von Werkstuecken eruebrigt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetgreifer zu schaffen, der auf der Basis magnetischer und mechanischer Wirkprinzipien gleichzeitig mit der uebergeordneten Haltefunktion eine Lagepositionierung uebernimmt. Der Greifer-Grundaufbau enthaelt einen in der Hubkraft veraenderlichen Elektromagneten und freistehende, auswechselbare Konstruktionselemente, die in ihrer Form sowie Anordnung den jeweiligen Befestigungselementen dienenden Durchbruechen eines Werkstueckes entsprechen. Die in Greifrichtung voreilend und beidseitig des Elektromagneten angeordneten Konstruktionselemente sind durch kegel- bzw. pyramidenfoermig ausgebildete Schraegen zentrierend gestaltet und den vorgegebenen Innenkonturen der Durchbrueche oder Aussenkonturkanten des Werkstueckes formschluessig angepasst. Fig. 1Gripper for handling magnetically adhering workpieces for the positionally positioned transfer and transport in assembly work, in particular for the production of loudspeaker sheres in the news electronics. The aim of the invention is to design a magnetic gripper so that it eliminates an additional operation for the position positioning of workpieces. The invention has for its object to provide a magnetic gripper, which assumes a positional positioning on the basis of magnetic and mechanical principles of action simultaneously with the superior holding function. The gripper basic structure contains a variable in the lifting force electromagnet and freestanding, interchangeable construction elements that correspond in shape and arrangement of the respective fasteners serving breakthroughs of a workpiece. The leading edge in the gripping direction and arranged on both sides of the electromagnet design elements are centered by cone-shaped or pyramidenfoermig trained and adapted to the predetermined inner contours of the openings or outer contour edges of the workpiece formschlüssig. Fig. 1

Description

Greifer zum,Handhaben, von magnetisch haft enden-.Werkstücken, Anwendungsgebiet der Erfindung Gripping e r for, Handh rods, of magnetically-adherent .Werkstücken, application he d invention

Die Erfindung bezieht'sich auf Greifer zum Handhaben von magnetisch haftenden Werkstücken für die lagepositionierte Übernahm© und den Transport zu nachgelagerten Bearbeitungsstationen bei MoB.tagearbeitsgängen₈ insbesondere für die Fertigung von Lautsprecherkörb©» in der NachrichtenThe invention relates to grippers for handling magnetically adhering workpieces for the positionally positioned transfer © and the transport to downstream processing stations in MoB.tagearbeitsgängen ₈ in particular for the production of loudspeaker cores © »in the news

elektronik« ' ' .. , -electronics «'' .., -

Charak t erist ik der. J3ekj^_n^_e^^Charak t erist ik the. J3ekj ^ _n ^ _e ^^

Sollen Teile aus einem Werkstückspeicher entnommeil und an einen Montage« aufbau gefügt werden, ist eine Lagepositionierung der Teile» bezogen auf den Montageaufbau notwendig« Analog hierzu ist gemäß DD-WP 1^9 632₉ Kl» B 25 J, 15/00 ein Greifer bekannt, dessen Zange dem sicheren Greifen und Halten von Werkzeugschäfteri mit vorzugsweise kleinen Greifflächen dient. Zwei Greiforgane in ,Form von Kreisbogensegmenten greiffen und halten dabei den Werkzeugschaft formschlüssig in seiner ringförmigen Nut* Desweiteren greift ein feststehender Anschlag der Zange'in eine der am Schaftbund vorhandenen Aussparungen ein und verhindert ein Verdrehen des Werkzeuges« Bei diesem Greifer wirkt sich nachteilig aus₉ If parts are to be removed from a workpiece storage unit and attached to a mounting structure, the parts must be positioned in relation to the mounting structure. Analogously, according to DD-WP 1 ^ 9 632 ₉ Kl »B 25 J, 15/00 a gripper known, the forceps for safe gripping and holding Werkzeugschäfteri preferably with small gripping surfaces. Greiffen two gripping members in, the form of circular arc segments while holding the tool shank positively in its annular groove * In addition, a stationary stop the Zange'in engages one of the shaft collar existing recesses and prevents rotation of the tool "in this gripper is detrimental from ₉

daß die Zange zum Positionieren des Werkzeuges durch den Anschlag translatorisch und radial zum Werkzeug bewegt und der Werkzeugschaft in den Außenkonturen der Greiferform angepaßi; werden muß® Außerdem ist die flächige Ausdehnung sowie Form und Dicke des zu greifenden Teiles durch den Greifer und dessen Gestaltung begrenzt^ die z_e B_e für dünne,,verformbare Blechteile nicht geeignet.-ist« Bei Greifern mit Magneten können aufgrund des Verlaufes der magnetischen Feldlinien keine Seitenführurigskräfte erzeugt^: vexäsn* so daß die Positionierungsgenauigkeit im wesentlichen ypn der Lage des Werkstückteiles im Werkstückspeicher sowie der Anfahrgenauigkeit des Greifers einer Handhabungseinrichtung an den Werkstückspeicher bestimmt sind» Die Positionierungsgenauigkeit Werkstück - Greifer- . system ist somit unkontrolliert und schwankt in weitem Bereiche Des·= weiteren beeinträchtigen die Positionie3?ungsungenauigkeiteh₉ die bei der Werkstückaufnahme durch den Greifer entstehen₈ den folgenden Montageprozeßo Sind hohe Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit gestellt, läßt sich bei den bekannten technischen Lösungen mit Magnetgreifern dies nur realisieren,, in dem ein zusätzlicher Posi^ tionierungsarbeitsgang durchgeführt wird» Dieser Arbeitsgang bringt zusätzlichen Aufwand hinsichtlich technischer Einrichtungen® Organisation und Arbeitszeit» , -' . Gemäß DE-PS 30 03 99O₉ Kl. B 25 J._t 19/00 ist es bekannt, bei einer Sicherheitseinrichtung zwischen einem Haltearm und einem Werkzeugträger eines Handhabungsgerätes mit zwei relativ zueinander beweglichen und in lösbaren₉ zentrierenden Eingriff stehenden Teilen zwischen diesen als Haltemittel Permanent- oder Elektromagneten anzuordnen. Bei dieser Einrichtung wirkt sich nachteilig ausy daß beide in Eingriff .zu bringende Teile mit Magnetelementen ausgestattet sein aiüssen_s um ein Zusammenwirken in einem Magnetkreis zu ermöglichen_e Außerdem werden bei Überschreiten einer Bewegungsstrecke in Quer·»· oder Axialrichtung der magnetische Kreis auseinandergerissen und die miteinander in Eingriff'stehenden'feile gelöstethat the pliers for positioning the tool by the stop moves translationally and radially to the tool and the tool shaft adapted in the outer contours of the gripper mold; are muß® addition, the areal extent and the shape and thickness of the cross-member by the gripper and its design is limited ^ z _e ,, deformable sheet metal parts geeignet.-B _e for thin non "At grippers with magnets may be due to the course of the magnetic field lines no Seitenführurigskräfte generated ^: vexäsn * so that the positioning accuracy substantially ypn the position of the workpiece part in the workpiece memory and the approach accuracy of the gripper of a handling device to the workpiece memory are determined »The positioning accuracy workpiece - gripper. system is therefore uncontrolled and varies the Positionie3 in wide areas Des · = further compromise? ungsungenauigkeiteh ₉ resulting from the workpiece holder by the gripper ₈ the following Montageprozeßo are high demands placed on the positioning accuracy can be in the known technical solutions with magnetic grippers so only realize, in which an additional positioning work is carried out »This operation brings additional expenditure regarding technical facilities® organization and working time», - '. According to DE-PS 30 03 99O ₉ Kl. B 25 J. _t 19/00 it is known in a safety device between a support arm and a tool carrier of a handling device with two relatively movable and releasable ₉ centering engagement parts between them as holding means Permanent or electromagnet to arrange. In this device, adversely affects AUSY that both _s aiüssen be fitted in engagement .to bring parts with magnetic elements in order to cooperate in a magnetic circuit to enable _e In addition, a moving distance in the transverse · »· or axial direction are the magnetic circuit torn apart is exceeded and another disengaged

der Erfindung the invention

Ziel der Erfindung ist es«, einen Greifer zum Handhaben von magnetisch haftenden Werkstücken zu schaffen« mit dem sich ein zusätzlicher Arbeitsgang für die Lagepositionierung der Werkstücke erübrigt und derThe aim of the invention is "to provide a gripper for handling magnetically adhering workpieces" with which an additional operation for the position positioning of the workpieces is unnecessary and the

technische, organisatorische und zeitliche'Aufwand für die Lagepositionierung minimiert wird. Desweiteren erfolgt eine Beeinflussung von Positionierungsfehlern,und sichere Arretierung im gegriffenen Zustand bei gleichzeitigem Ausgleich der Tolerahzeri: in zwei Achsrichtungen»technical, organizational and temporal effort for positioning is minimized. Furthermore, there is an influence on positioning errors, and secure locking in the gripped state with simultaneous compensation of Tolerahzeri: in two axial directions »

Darlegung des Wesens der Erfindung ^; . Γ 'Explanation of the essence of the invention ^; , Γ '

-'Aufgabe der Erfindung ' .'.' ;' ^: -'A task of the invention '. ; ' ^:

Der Erfindung, liegt die Aufgabe zugrunde_s einen Magnetgreifer zu schaffen, der auf der Basis magnetischer und mechanischer Wirkprinzipien gleichzeitig mit der übergeordneten Haltefunktion älhe Lagepositionierung übernimmt_t indem der Greifer winklig zu der Magnetkräftrichtung eine Seitenführungskraft ausüben kann, so daß gleichzeitig zur Magnetbewegung eine Zeitliche Werkstückbewegung erfolgt und damit eine Lagepositionierung wahrend der Greifphase ermöglicht wird«The invention has the object, _s to provide a magnetic gripper, which takes on the basis of magnetic and mechanical principles simultaneously with the parent holding function älhe position positioning _t by the gripper can exert an edge force at an angle to the direction of magnetic force, so that at the same time for magnetic movement a workpiece movement and thus position positioning during the gripping phase is possible «

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- Merkmale der Erfindung ι- Features of the invention ι

Dies wird im wesentlichen erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Greifer-Grundaufbau einen in der Hubkraft veränderlichen Elektromagneten und freistehende, auswechselbare Konstruktionselemente enthält, die in ihrer geometrisch unterschiedlichen Form sowie Anordnung jeweiligen Durchbrüchen oder Außenkonturkanten eines Werkstückes entsprechen_e Die in Greifrichtung voreilend und beidseitig des Elektromagneten angeordneten Konstruktionselemente sind durch spitzwinklig ausgebildete Schrägen zentrierend gestaltet und den vorgegebenen Innenkonturen der Durchbrüche öder Außenkonturkanten des Werkstückes formschlüssig angepaßt» Die Schrägen der Konstruktionselemente sind im Winkel so ausgebildetj daß zwischen den Polschuheri des Elektromagneten und dem Werk— atück im gegriffenen Zustand ein Luftspalt bestellte \ 'This is essentially achieved according to the invention in that a gripper basic structure contains a variable in the lifting force electromagnet and freestanding, interchangeable construction elements that correspond in their geometrically different shape and arrangement of respective apertures or outer contour edges of a workpiece _e leading in the gripping direction and both sides of the electromagnet arranged construction elements are designed by acute angled slopes centering and the given inner contours of the openings öder outer contour edges of the workpiece adapted form fit »The slopes of the construction elements are formed at an angle soj that between the Polschuheri of the electromagnet and the work piece when gripped an air gap ordered \ '

Ausführungsbeispiel - , Exemplary game,

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden,» Inder zugehörigen Zeichnung zeigt Fig_e 1 einen ma«· ; gnetischen Greifer, mit dem die Lagepositionierung eines Werkstückes über das Abnehmen der Kontur von Durchbrüchen erfolgt· . Erfindungsgemäß enthält der Greifer-Grundaufbau 1 einen in der Hub-The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment, »In the accompanying drawings, Fig _e 1 shows a ma« ·; magnetic gripper with which the positional positioning of a workpiece takes place by removing the contour of openings . According to the invention, the gripper basic structure 1 contains a in the lifting

kraft veränderbaren Elektromagneten 2 und freistehende^ auswechselbare Konstruktionselemente 3', 4, die in ihrer geometrisch unterschiedlichen Form sowie Anordnung den jeweiligen, Befestigungselementen dienenden Durchbrüchen 5; 6 eines Werkstückes 7 ent Sprechens Bie in Greifrichtung voreilend und beidseitig des Elektromagneten 2angeordneten Konstruktionselemente 3; 4 sind durch kegel- bzw» pyramidenförmig ausgebildete Schrägen 8; 9 zentrierend gestaltet und den vorgegebenen Innenkonturen der Durchbrüche 55 6 formschlüssig angepaßt* Die Schrägen 8.j 9 der Konstruktionselemente 3»Λ sind im Winkel so ausgebildet₉ daß zwischen den Polschuhen 1Oj 11 des ,Elektromagneten 2 und dem Werkstück 7 im gegriffenen Zustand ein Luftspalt besteht»force changeable electromagnets 2 and freestanding interchangeable construction elements 3 ', 4, which in their geometrically different shape and arrangement of the respective, fasteners serving breakthroughs 5; 6 of a workpiece 7 ent speaking Bie in the gripping direction leading and on both sides of the electromagnet 2angeordneten construction elements 3; 4 are by cone or "pyramid-shaped slopes 8; 9 designed centering and the predetermined inner contours of the apertures 55 6 adapted fit * The bevels 8.j 9 of the construction elements 3 » Λ are formed at an angle ₉ that between the pole pieces 1Oj 11 of the electromagnet 2 and the workpiece 7 in the gripped state, an air gap consists"

Nach Bewegung des Greifer~Grundaufbaues 1 in Richtung der Werkstückspeicherachse auf die im Werkstückspeicher grob lageorientierten Werkstücko ? zu und positionieren der Schrägen 8; 9 der Konstruktionselemente 3ί 4 über den entsprechenden Durchbrüchen 5| 6 erfolgt ein Annähern und nachfolgendes Eintauchen der Konstruktionselemente 3ί 4-in die Durchbrüche¹ 5» 6, so daß Formschlüssigkeit durch Verschieben des nicht fixierten Werkstückes 7 bzw«, des Greifer^Grundaufbaues 1 hergestellt'wird. Die Werkstückbewegung dauert solange»'bis die Seiten« führungskräfte zwischen Greifer-Grundaufbau 1 und Werkstück 7 im Gleichgewicht sind und damit die Lagepositionierung abgeschlossen ist_e Durch Zuschalten der Magneterregung des Elektromagneten 2 wird eine Hubkraft erzeugte so daß die durch die Konstruktionselemente 3» 4 mit den Schrägen 8; 9 gegebene Lagepositionierung gesichert und das Werkstück an die Konstruktionselemente 3> 4· magnetisch haftend angezogen wird_e Die Hubkraft des Elektromagneten 2 ist dabei von der Masse des Werkstückes 7 bzw· der Verschiebbarkeit des Werkstückes 7 oder des Greifer-Grundaufbaues 1 abhängig« Der Luftspalt zwischen den Polschuhen 10; 11 des Elektromagneten 2 und dem Werkstück 7 ist so bemessen» daß auch bei unterschiedlichen Fertigungstoleranzen der Durchbrüche 5· β ein Anliegen des Werkstückes 7 an den Polschuhen IO5 11 und damit Zentrierungsungenauigkeiten durch Verkanten vermieden werden» Nach Ausführen der festgelegten Transportbewegung wird durch Aufheben der magnetischen Kraftwirkung die Verbindung Greifer~Grundau£bau 1 und Werkstück 7 gelöst j die Lagepositionierung ist aufgehoben«. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wirkt sich vorteilhaft aus₉ daß der Greifer für dreidimensional unterschiedlichste Werkstücke mit be-After movement of the gripper basic structure 1 in the direction of the workpiece storage axis onto the workpiece storage roughly co-location-oriented workpiece? to and position the bevels 8; 9 of the construction elements 3ί 4 above the corresponding openings 5 | 6 takes place an approximate and subsequent immersion of the construction elements 3ί 4-in the apertures ¹ 5 »6, so that form fit by Verschieben of unfixed workpiece 7 bzw.«, the gripper ^ basic structure 1 is made'wird. The workpiece movement continues as long as '' to the sides "managers are between the hook-assembly base 1 and the workpiece 7 in equilibrium and thus the position positioning is completed _e by switching the magnetic excitation of the electromagnet 2, a lifting force generated so that through the structural elements 3» 4 the slopes 8; Secured 9 given location positioning, and the workpiece is attracted magnetically adhered to the structural elements 3> 4 · _e The lifting force of the electromagnet 2 is the mass of the workpiece 7 or · the displacement of the workpiece 7 or the gripper assembly base 1 dependent "The air gap between the pole pieces 10; 11 of the electromagnet 2 and the workpiece 7 is so dimensioned »that even with different manufacturing tolerances of the openings 5 · β a concern of the workpiece 7 on the pole shoes IO5 11 and thus centering inaccuracies by tilting be avoided» After carrying out the specified transport movement is canceled by lifting the magnetic Force action the connection gripper ~ basic construction 1 and workpiece 7 is released j the position positioning is canceled «. In the case of the solution according to the invention, it is advantageous from _{FIG. 9} that the gripper for three-dimensionally very different workpieces is loaded with

liebiger Konfiguration einsetzbar ist. Desweiteren ist Von Vorteil» daß die Konstruktionselemente entsprechend der Form der in. den Werkstücken für Montagezwecke bereits vorhandenen Durchbrüche im Greifer-Grundaufbau beliebig angeordnet und ausgewechselt werden können«Any configuration can be used. Furthermore, the advantage is that the design elements can be arranged and exchanged in the gripper basic structure according to the shape of the openings already present in the workpieces for assembly purposes.

Claims

Claim for invention

Gripper for handling magnetically ⁷ adhering workpieces by -. an electromagnet in ,, characterized ₉ characterized in that a gripper ^ - basic structure (1) the in.der lifting force variable electromagnet (2) and free-standing, replaceable structural elements (3g 4) _9, which each in the geometrically different shape as well as to "order * iiligen breakthroughs (5> 6) or Außenkonturkantsn a workpiece (7) correspond, wherein the front in the gripping direction and on both sides " ^{1 of} the electromagnet (2) arranged construction elements (3? ^) formed by acute angled slopes (8 \ 9) centering and the predetermined inner contours of the apertures (5S 6) or outer contour edges of the workpiece (?) are adapted in a form-fitting manner and the bevels £ 8 | 9) of the structural elements (3s ^) are formed at an angle so that between the pole shoes (10j 11) of the electromagnet (2) and the workpiece (7) in the engaged state, there is an air gap »

For this 1 page drawing