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Die Erfindung betrifft eine Greiferkonstruktion mit Dreipunkthalterung und hydraulischer Betätigung für einen Industrieroboter für Handhabungs- und/oder Fertigungs- und/oder Prüfaufgaben an einem Werkstück, Geräteteil od. dgl., wobei am unteren Ende eines Holmes od. dgl. zumindest ein Greifer mit zwei Greifarmen vorgesehen ist.
Durch die DD-PS Nr. 208578 ist eine Greiferkonstruktion mit Dreipunkthalterung und hydraulischer Betätigung zur Erfassung einer Welle bekannt, wobei zwei Finger die Welle seitlich symmetrisch erfassen und ein dritter Finger von oben gegen die Welle gedrückt wird. Eine exakte Erfassung der Welle ist nur dann möglich, wenn sich die an der Welle angreifenden drei Kräfte in der Summe gegenseitig aufheben, d. h. wenn die vom dritten Finger ausgeübte Kraft genau auf der vertikalen Symmetrieachse der Welle liegt bzw. am obersten Punkt der Welle angreift. Da sich der dritte Finger jedoch auf einer Kreisbahn bewegt, deren Mittelpunkt z. B. rechts von der erwähnten Symmetrieachse liegt, so ist obige Bedingung nur für einen einzigen vorbestimmten Durchmesser der Welle erfüllt.
Ausserdem besteht der Nachteil, dass die Welle während des Greifvorganges angehoben oder nach unten gedrückt wird, wenn sich die Greiferkonstruktion nicht in der richtigen Höhe zur Welle befindet.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Greiferkonstruktion, die eine exakte Erfassung einer Welle, Kurbelwelle od. dgl. ermöglicht, wobei die Welle durch die Greiferkonstruktion jeweils an drei Punkten fixiert und während des Greifvorganges weder angehoben noch nach unten gedrückt werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein hydraulischer Zylinder je ein Druckstück betätigt, welches sich im offenen Zustand des Greifers jeweils oberhalb der Drehachse der Greifarme befindet und auf einem Kurvenzug am Greifarm gleitet, so dass bei Betätigung des hydraulischen Zylinders die Druckstücke in waagrechter Richtung nach aussen bzw. nach innen gedrückt und die Greifarme nach innen bzw. nach aussen verschwenkt werden, und dass eine in Verlängerung der Holmachse angeordnete lotrecht verschiebbare Schiebereinrichtung zur Fixierung des Werkstücks in lotrechter Richtung vorgesehen ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Greifers teilweise im Schnitt, Fig. 2 die Rückansicht des Greifers nach Fig. l, Fig. 3 einen Schnitt nach den Linien III-III des Greifers nach Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt nach den Linien IV-IV des Greifers nach Fig. 1.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Greifvorrichtung zum Erfassen von Wellen, Kurbelwellen od. dgl., welche am unteren Ende des Holmes --7-- befestigbar ist. Zu diesem Zweck ist eine Tragplatte --105-- am Holm --7-- mittels mehrerer Schauben --106-- ange- schraubt (Fig. 3). Die Tragplatte --105-- ist mit zwei Leisten --107-- versteift, die mittels Schrauben --107'-- mit der Tragplatte --105-- verbunden ist (Fig. 1). Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist nur der linke Greifer der vorzugsweise aus zwei identischen Greifern bestehenden Greifvorrichtung dargestellt. Eine Vorderwand --108-- und eine Rückwand --109-- bilden zwei Tragelemente für die Einzelteile des Greifers. Die Vorder- und Rückwand --108, 109-- sind an den oberen Ecken über je einen Verbindungsklotz --110-- mittels Schrauben --111-- und Stiften --112-- miteinander verbunden.
Etwa in halber Höhe der Vorder- bzw. Rückwand --108, 109-- sind innenseitig je zwei im Abstand zueinander angeordnete, waagrecht verlaufende vierkantige Führungsleisten --113-- an der Vorderwand --108-- und an der Rückwand --109-- angeschraubt, die als Führung für zwei Schieber --114-- dienen, die jeweils über einen Verbindungsteil --115-- mit den Anschlussstücken an den Enden eines hydraulischen Zylinders --116-- verbunden sind, der somit "schwimmend" gela- gert ist. Am unteren Ende jedes Schiebers --114-- ist ein halbkreisförmiges Druckstück --117-- angeschraubt. Jedes Druckstück --117-- befindet sich im offenen Zustand des Greifers oberhalb der Drehachse --118-- jedes Greifarmes --119--, der jeweils aus einem auf der Drehachse --118-- starr befestigten Schwenkteil --120-- und einem an letzteren angeschraubten Hebel --121-- be- steht.
Der Schwenkteil --120-- weist auf seiner oberen Seite einen zunächst halbkreisförmig und anschliessend schräg nach oben verlaufenden Kurvenzug --122-- auf, auf welchem das Druckstück - gleitet. Jede Drehachse --118-- ist mittels Lagerbuchsen --123-- in der Vorder- und Rück-
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--108, 109-- drehbarten --127-- an der Vorder- und Rückwand --108, 109-- befestigt ist und zur lotrechten Führung eines Keilschiebers-128-dient. Der Keilschieber-128-besteht aus zwei Platten --129, 130--, die in einer rechteckförmigen Ausnehmung des Distanzstückes --125-- geführt sind und am oberen Ende eine Abstufung aufweisen,
die am Rand der Ausnehmung des Distanzstückes --125-- aufliegt. Ein Schieber --131-- ist in mittigen Nuten der Platten --129, 130-- lotrecht verschiebbar angeordnet und mit einer Rasteinrichtung --132-- versehen, die ein Fixieren des Schiebers --131-- zwischen den Platten-129, 130-ermöglicht. Zu diesem Zweck ist der Schieber --131-- mit keilförmigen Vertiefungen --133-- versehen, in welche ein federnd gelagertes Raststück --134-- einrastet.
Der Schieber --131-- trägt am oberen Ende eine Schraube --135--, die in einem lotrecht ausgerichteten Langloch --136-- in der Platte --130-- geführt ist, so dass der Schieber --131-- bei Freigabe der Rasteinrichtung --132-- nicht nach unten fällt. Die oberen Enden der Platten --129, 130-- sind abgeschrägt, wobei der Steigungswinkel der Abschrägung mit dem eines Keils --137-- übereinstimmt, der zwischen den beiden Schiebern --114-- ebenfalls auf den Führungsleisten --113-- waagrecht verschiebbar angeordnet ist. Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist der Keil --137-- über eine Schraube --13S-- mit einem Mitnehmer --139-- verbunden, an welchem eine Platte --140-- angeschraubt ist.
Am Mitnehmer --139-- ist auch ein Ende eines Bolzens-141-mittels eines Stiftes --142-- befestigt, dessen anderes Ende in einer Halterung --143-- waagrecht verschiebbar gelagert ist, welche mittels Schrauben --144-- an der Vorderwand --10S-- befestigt ist. Der Bolzen --141-- trägt eine Druckfeder --145--, die sich einerseits gegen die Halterung --143-- und anderseits gegen den Mitnehmer --139-- abstützt, so dass der Keil --137-- in der Darstellung nach Fig. 2 nach links bzw. in der Darstellung nach Fig. 1 nach rechts gedrückt wird.
In Verlängerung der Längsachse des Bolzens --141-- ist ein hydraulischer Zylinder-146-
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--10S-- befestigt,--146-- der Keil in der Darstellung nach Fig. 2 nach rechts bzw. in der Darstellung nach Fig. 1 nach links, zur Kraft der Druckfeder --145-- entgegengerichtet, gedrückt wird.
In der Höhe der Platte --140-- sind aussenseitig an der Vorderwand --10S-- zwei induktive Annäherungsschalter --147, 148-- angebracht, wobei der Schalter --147-- auf die Endstellung der Platte --140-- bei entspannter Druckfeder --145-- und der Schalter --14S-- auf die Endstellung der Platte --140-- bei gespannter Druckfeder --145-- anspricht. In ähnlicher Weise wird die Schwenkstellung der Greifarme --119-- mittels zwei induktiven Annäherungsschaltern --149,
150-- überwacht, die ebenfalls aussenseitig an der Vorderwand --10S-- befestigt sind und je auf die Stellung einer Klemmplatte --151-- ansprechen, welche auf den Drehachsen --118-- befestigt sind.
Sind die Greifarme --119-- ganz geöffnet, so liegen die Klemmplatten --151-- an den Schaltern --149, 150-- an, wobei die Offenstellung der Greifarme --119-- mechanisch durch zwei Druck- stücke --152-- begrenzt wird, die am Distanzstück --125-- angeschraubt sind und als Anschlag für die Schwenkteile --120-- dienen.
Die beiden Greifer sind auf der Tragplatte --105-- in waagrechter Richtung verschiebbar und fixierbar, damit die Greifvorrichtung an die Länge der Werkstücke anpassbar ist. Die Verbin- dungsklötze--110--weisen hiezu eine zur Tragplatte --105-- hin ausgerichtete Ausnehmung auf, in der eine Zentrierung --153-- verschiebbar angeordnet ist. Die Zentrierung --153-- ist am Ende abgeschrägt und untergreift das ebenfalls abgeschrägte Ende der Tragplatte --105--.
Am andern Ende weist die Zentrierung --153-- ein Sackloch --154-- mit Innengewinde auf, in welches eine Gewindespindel --155-- eingreift, die über eine Bohrung --156-- aus dem Klotz-110--herausgeführt ist und am Ende eine Mutter --157-- trägt. Die Mutter --157-- ist mit einem Stift-158- auf der gewindespindel --155-- fixiert und stützt sich über eine Scheibe --159-- aussen am Klotz --110-- ab. Auf der Innenseite des Klotzes --110-- ist die Gewindespindel --155-- durch einen Bund --160-- verstärkt, der sich über eine Tellerfeder --161-- am Klotz --110-- innenseitig abstützt.
Die Schrägflächen der Zentrierung --153-- und der Tragplatte --105-- sind mit einer
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feinen Verzahnung versehen, damit eine Sicherheit gegen eine Verschiebung des Greifers relativ zur Tragplatte --105-- gewährleistet ist und eine Einstellung des Abstandes der beiden Greifer in kleinen Schritten erfolgen kann. Die an der Aussenseite der Vorderwand --108-- liegenden Teile sind durch eine Abdeckung --162-- geschützt.
Anschliessend wird die Funktionsweise der Greifvorrichtung erläutert. Zuerst wird über die induktiven Annäherungsschalter --149 und 150-- kontrolliert, ob die Greifarme --119-- geöffnet sind. Gleichzeitig wird mit dem induktiven Annäherungsschalter --148-- überprüft, ob sich der
Keil --137-- in der nach Fig. 1 gezeigten Lage befindet.
Sind beide Bedingungen eingehalten, so wird die Greifvorrichtung so weit abgesenkt, bis der Keilschieber --128-- nach Berühren des
Werkstückes durch den Schieber --131-- etwas angehoben wird, worauf der hydraulische Zylinder - freigegeben wird und die Druckfeder --145-- den Keil --137-- über den Mitnehmer --139-- so weit nach rechts verschiebt (Fig. 1), bis die schräge Fläche des Keils --137-- satt auf der schrägen Fläche des angehobenen Keilschiebers --128-- bzw. der Platten --129, 130-- aufliegt, wodurch das Werkstück in lotrechter Richtung fixiert ist.
Anschliessend wird der hydrauli- sche Zylinder --116-- betätigt und die Greifarme --119-- in Schliessstellung gebracht, bis ein erhöhter Druck in der Zuleitung um Zylinder --116-- anzeigt, dass die Greifarme --119-- das Werk- stück berühren, worauf der Greifvorgang beendet ist. Bewegt sich der Keil --137-- während des
Greifvorganges ganz nach rechts, so gibt der induktive Annäherungsschalter --147-- das Signal, dass kein Werkstück vorhanden ist, da der Keilschieber --128-- nicht angehoben wurde, worauf der Greifvorgang unterbrochen wird.
Wenn Druckstücke --117-- der Schieber --114-- am Ende des
Greifvorganges auf dem schräg verlaufenden Kurvenzug --112-- der Schwenkteile --120-- zu stehen kommen, ist eine selbsthemmende Wirkung gegeben, wodurch das Werkstück auch bei Ausfall der
Hydraulikanlage sicher gehalten wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Greiferkonstruktion mit Dreipunkthalterung und hydraulischer Betätigung, für einen Industrieroboter für Handhabungs- und/oder Fertigungs- und/oder Prüfaufgaben an einem Werkstück, Geräteteil od. dgl., wobei am unteren Ende eines Holmes od. dgl. zumindest ein Greifer mit zwei Greifarmen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulischer Zylinder (116) je ein Druckstück (117) betätigt, welches sich im offenen Zustand des Greifers jeweils oberhalb der Drehachse (118) der Greifarme (119) befindet und auf einem Kurvenzug (122) am Greifarm gleitet, so dass bei Betätigung des hydraulischen Zylinders (116) die Druckstücke (117) in waagrechter Richtung nach aussen bzw. nach innen gedrückt und die Greifarme (119) nach innen bzw.
nach aussen verschwenkt werden, und dass eine in Verlängerung der Holmachse angeordnete lotrecht verschiebbare Schiebereinrichtung (128 bis 131) zur Fixierung des Werkstückes in lotrechter Richtung vorgesehen ist.