DD282874A5

DD282874A5 - Greifer für Industrieroboter

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Publication number: DD282874A5
Authority: DD
Publication date: 1990-09-26

Abstract

Die Greifeinrichtung, ist besonders zur Anwendung an Robotertechnik geeignet, da sie zusammengesetzt ist aus einem Grundkoerper * in dem Stifte (2) verschiebbar in einem bestimmten oder veraenderlichen Winkel zueinander angeordnet sind, so dasz bei Bewegung der Stifte (2) gegen ein Objekt in einer 1. Phase die Kontur abgeformt und in der 2. Phase selbsttaetig eine Haltekraft erzeugt wird, die durch entsprechende Wahl des Winkels in Abhaengigkeit vom Werkstoff des Wirkpaares erreicht und durch entsprechende Zusatzelemente verstaerkt wird. Das Erfassen der Position des Stiftes (2) oder der wirkenden Kraefte ermoeglicht die selbsttaetige Erkennung des Objektes und dessen Lage. Fig. 1{Greifer; Industrieroboter; Greifertechnik; Lageerkennung; Abformung; Handhabetechnik; Stifte}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Greifer für Industrieroboter oder dergleichen mit in einem Grundkörper beweglich angeordneten Stiften zur Handhabung von Teilen mit kleinen bzw. mittleren Massen in der Montage und beim Beschicken von Maschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach dem Stand der Technik sind Greifvorrichtungen mit zwei oder mehr schwenkbar angeordneten starren Fingern bekannt, die im wesentlichen ebene Greifflächen aufweisen.

Dieser Greifmechanismus ist für das Erfassen unregelmäßig geformter Teile ungeeignet, da es dabei in der Regel zu einer punktförmigen Berührung zwischen den Fingern und dem Werkstück kommt und die hohe Flächenpressung zu einer Beschädigung des Werkstückes führen kann.

Nach der Patentschrift DE-OS 2823584 ist eine Greifervorrichtung für Industrieroboter für beliebig geformte Werkstücke bekannt, die wenigstens zwei Finger mit mehreren relativ zueinander bewegbaren Greifelementen aufweist, welche durch Relativbewegungen zueinander bewegbar sind.

Nach der Patentschrift GB 2148239 A ist ein weiterer Greifer bekannt, welcher mit parallel angeordneten beweglichen Stiften und zwei lateral zueinander beweglichen Trägern einer Stiftmatrix ausgerüstet ist. Aus der Patentschrift DD 22311OA1 ist ein Greifer bekannt, der mit mehreren etwa in Greifrichtung wirkenden Formschlußkolben an zwei Greiferbacken ausgerüstet ist.

Diese Greiferprinzipien haben den Nachteil, daß die Träger der Abformelemente einen zusätzlichen Bewegungsmechanismus erfordern, der zu einem größeren Bauraum, zu einer größeren Eigenmasse, zu einem komplizierten Aufbau und zu großen Greifzeiten führt.

Durch die Zeitschrift „fördern und heben" 1976 Nr. 13, ist eine Greifervorrichtung bekannt, die weitestgehend an die Form unregelmäßig gestalteter Werkstücke angepaßte, auswechselbare Abformbacken aufweist.

Nachteilig hierbei ist, daß geringe Formabweichungen der Werkstücke bereits neue Backen bzw. Finger erfordern.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Greifer geringer Masse zu schaffen, der ein großes Spektrum verschiedener Teile greifen kann und die Anzahl für den Greifvorgang erforderlichen Bewegungen minimiert wird.

Darlegung des Wesens der Erf indung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Greifer für Industrieroboter oder dergleichen zu schaffen, zur Handhabung von beliebig geformten Teilen mit kleinen, mittleren Massen, bestehend aus Aufnahme und Grundkörper, mit bewegbaren Stiften, der unterschiedlich geformte Objekte mit einer Bewegung abformt und greift bzw. eine zusätzliche Bewegung zum Aufbau der Haltekraft mit kleinen Weglängen realisiert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Grundkörper Öffnungen angeordnet sind, durch die verschiebbare Stifte in einem bestimmten gleichen Winkel, symmetrisch zur Greifermittelachse, vorzugsweise auf konzentrischen Kreisen oder zur Symmetrieachse des Greifers, bei matrixförmiger Anordnung, ragen und in ihrer Längsachse verschiebbar ausgeführt sind.

Des weiteren ist die erfindungsgemäße Lösung dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundkörper Öffnungen angeordnet sind, durch die verschiebbare Stifte wahlweise in einem bestimmten Winkel, spiegelbildlich oder wechselweise, in radialen Reihen wechselnd nach innen bzw. nach außen geneigt, symmetrisch zur Greifermittelachse, vorzugsweise auf konzentrischen Kreisen oder zur Symmetrieachse des Greifers, bei matrixförmiger Anordnung, ragen und in ihrer Längsachse verschiebbar ausgeführt sind.

Die Stifte sind wahlweise mit einer Vertikalkraft oder einer Horizontalkraft beaufschlagbar, wobei im letzteren Fall in den Öffnungen Kugelgelenke angeordnet werden.

Die vorschiebbaren Stifte sind in axialer Richtung mit einer Hilfskraft beaufschlagbar.

Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Stifte mit beweglichen Saugern zu versehen, die vorzugsweise in integraler Bauweise ausgeführt sind.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführung ist darin zu sehen, daß die Stifte eine Durchgangsbohrung besitzen und am Ende bewegliche Näpfe angebracht sind, in die Lichtleitkabel oder ein Druckluftstrahl einmündet, deren Zuführung separat für jeden Stift erfolgt und die Veränderungen beim Auftroffen der Stifte auf die Objektoberfläche (Druckanstieg, Leuchtstärke), werden als binäre Signale an eine Auswerteeinheit weitergeleitet, um das Objekt und die Objektlage zu identifizieren.

Der Grundkörper ist aus Segmenten zusammengesetzt und diese sind erfindungsgemäß einzeln schwenkbar.

Eine weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch gesteuertes Zurückziehen ganzer Kreise von Stiften funktionsbehindernde Wirkungen der Stiftanordnungen bzw. greifkraftmindernde Stiftfelder ausgeschlossen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsueispielen und in den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert: In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Prinzipdarstellung des Greifers

Fig. 2: Anordnungsschema der Öffnungen

Fig. ? a: Greiferprinzip mit pneumatischer Hilfsenergie

Fig. 3 b: Greiferprinzip mit elektromagnetischer Hilfsenergie

Fig. 3 c: Greiferprinzip mit Federkraft

Fig. 4: Greiferprinzip mit Horizontalkraftverstellung und Kugelgelenken

Fig. 5. Greiferprinzip mit Saugern

Fig. 6: Greiferprinzip mit Näpfen und Lichtleitern

Fig. 7: Greiferprinzip zum Innengreifen

Fig. 8 a: Unterteilung des Grundkörpers in Segmenten

Fig. 8 b: Greiferprinzip mit Vertikalkraft.

Der Greifer für Industrieroboter oder dergleichen, zur Handhabung von beliebig geformten Teilen mit kleinen bzw. mittleren Massen, besteht aus Aufnahme und Grundkörper, mit bewegbaren Stiften in einer Einheit.

Diese Greifeinrichtung, ist besonders zur Anwendung an Robotertechnik geeignet, da sie zusammengesetzt ist aus einem Grundkörper (1), in dem Stifte (?.) verschiebbar in einem bestimmten oder veränderlichen Winkel zueinander angeordnet sind, so daß bei Bewegung der Stifte (2) gegen ein Objekt in einer 1. Phase die Kontur abgeformt und in der 2. Phase selbsttätig eine Haltekraft erzeugt wird, die durch entsprechende Wahl des Winkels in Abhängigkeit vom Werkstoff des Wirkpaares erreicht und durch entsprechende Zusetzelemente verstärkt wird. Das Erfassen der Position des Stiftes (2) oder der wirkenden Kräfte ermöglicht die Erkennung des Objektes und dessen Lage.

Die unterschiedlich geformten Objekte werden mit einer Bewegung abgeformt und gegriffen bzw. durch eine zusätzliche Hilfskraft wird die Bewegung zum Aufbau der Haltekraft mit k einen Weglängen realisiert.

Die verschiebbaren Stifto (2) werden im Ausführungsbeispiel 1 in einem Grundkörper unter einen bestimmten gleichen Winkel zueinander durch die Öffnungen nach Figur 1 geführt. Der Winkel wird in Abhängigkeit vom Werkstoff des Wirkpaares (Stift Objekt) gewählt und beträgt z.B. für Teile aus Stahl etwa 5° bis 20°.

Dabei kann die Haltekraft durch Federkraft-, Druck- oder Magnetkraftbeaufschlagung der Stifte (2) in axialer oder in radialer Richtung durch geringfügiges Auslenken der Stifte (2) verstärkt werden. In Abhängigkeit von der Winkelanordnung der Stifte (2) können Außen- bzw. Innenkonturen der Objekte gegriffen werden. Bei der Ausführung der St^:fte (2) mit Lichtleitkabel oder Druck- bzw. Saugluftkanälen und die Umsetzung der Veränderungen beim Auftreten auf das Objekt in binäre Signale wird mit Hilfe einer Auswerteeinheit auf Objektform und -lagen geschlossen.

Der Betrieb des Greifers beginnt mit dem Aufsetzen der Stifte auf das Objekt. Dabei werden die Stifte entsprechend der meist unregelmäßigen Form, selbstätig an die Oberfläche angelegt.

Bei Rückführung des Greifers, klemmen die Stifte aufgrund der Winkelanordnung die Stifte an der Oberfläche fest und das Objekt kann bewegt werden.

Das Absetzen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Dieser Vorgang kann mittels der angeführten Hilfskräfte in bekannter Weise verstärkt werden.

Claims

1. Greifer für Industrieroboter oder dergleichen, zur Handhabung von beliebig geformten Teilen mit kleinen bzw, mittleren Massen, bestehend aus Aufnahme und Gru ldkörper, mit bewegbaren Stiften, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundkörper (1) Öffnungen (3) angeordnet sind, durch die verschiebbare Stifte (2) in einem bestimmten gleichen Winkel, symmetrisch zur Greifermittelachse, vorzugsweise auf konzentrischen Kreisen oder zur Symmetrieachse des Greifers, bei matrixfönniger Anordnung, ragen und in ihrer Längsachse verschiebbar ausgeführt sind.

2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundkörper (1) Öffnungen (3) angeordnet sind, durch die verschiebbare Stifte (2) wahlweise in einem bestimmten Winkel, spiegelbildlich oder wechselweise, in radialen Reihen wechselnd nach innen bzw. nach außen geneigt, symmetrisch zur Greifermittelachse, vorzugsweise auf konzentrischen Kreisen oder zur Symmetrieachse des Greifers, bei matrixförmiger Anordnung, ragen und in ihrer Längsachse verschiebbar ausgeführt sind.

3. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Stifte (2) mit einer Vertikalkraft beaufschlagbar sind.

4. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Stifte (2) mit einer Horizontalkraft beaufschlagbarsind und in den Öffnungen (3) Kugelgelenke (7) angeordnet werden.

5. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Stifte (2) in axialer Richtung mit einer Hilfskraft beaufschlagbar sind.

6. Greifer nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (2) mit beweglichen Saugern (9) versehen sind, die vorzugsweise in integraler Bauweise ausgeführt sind.

7. Greifer nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus Segmenten (12) zusammengesetzt und diese einzeln schwenkbar angeordnet sind.

7. Greifer nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (2) eine Durchgangsbohrung besitzen und am Ende bewegliche Näpfe (10) angebracht sind, in die Lichtleitkabel (11) oder ein Druckluftstrahl einmündet, deren Zuführung separat für jeden Stifterfolgt und die Veränderungen beim Auftreffen der Stifte (2) auf die Objektoberfläche (Druckanstieg, Leuchtstärke) werden als binäre Signale an eine Auswerteeinheit weitergeleitet, um das Objekt und die Objektlage zu identifizieren.

8. Greifer nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß durch gesteuertes Zurückziehen ganzer Kreise von Stiften (2) funktionsbehindernde Wirkungen der Stiftanordnungen bzw. greifkraftmindemde Stiftfelder ausgeschlossen werden.

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen