CN101081421A - 用于自动换工具的工件抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于压力机自动化的工件抓取装置，该工件抓取装置包括用于在加工工位之间转送部件的转送装置，该转送装置包括带有用于保持部件的抓取装置的横梁，该抓取装置由半连接器支承，并且能通过连接装置相对于抓取装置可放在其上的支座的相对运动操作。

Description

用于自动换工具的工件抓取装置

技术领域

本发明涉及一种工件抓取装置，它用于压力机尤其是大型件多级压力机的自动化。该工件抓取装置特别适用于自动换工具。

背景技术

在压力机特别是大型件多级压力机例如车身压力机中，压力机的专用于板金件的元件或压力机的诸如抓取装置的机构称为工具。抓取装置用于例如将板金件从一个压力机转移到另一个压力机，以及用于将板金件放入相应的压力机级或将板金件从压力机级中取出。抓取装置例如可以为吸持臂或类似装置。吸持臂包括多个吸盘，所述吸盘由一支架上的多个臂支承。吸盘在形状上与板金件的轮廓相匹配。吸持臂通过驱动装置转送机移动。该转送机包括多个横向于转送方向延伸的支承梁，即刀具支承在其上的所谓的横梁，该刀具即带吸盘的臂从其延伸的框架形式的抓持装置。在换刀时通常也更换工具。

本发明的目的是提供一种工件抓取装置，其中可以自动并且简单地进行工具的更换。

发明内容

本发明提供了一种用于压力机的自动化的工件抓取装置，该工件抓取装置包括用于在加工工位之间转送部件的转送装置，该转送装置包括横梁或具有用于保持部件的抓取装置的支架或横梁，该抓取装置由半连接器支承，所述半连接器一个与横梁连接，另一个与抓取装置连接。还设有锁紧装置，该锁紧装置能通过连接装置相对于底座的相对运动动作，抓取装置可设置在该底座上。

工件抓取装置包括例如形式为蜘蛛型吸持器的抓取装置以及例如形式为支承横梁的横梁或支架，其中该支架通过连接装置与抓取装置相连。连接装置的特征在于一机械锁紧装置，该锁紧装置可通过一操作件锁紧和松开。该操作件可通过连接装置相对于止挡件的相对运动操纵，其中当通过相对运动致动操作件时，该相对运动将使锁紧装置松开。

在这种方案下，为自动更换工具，可利用由驱动装置提供的横梁的运动来连接和松开连接装置。驱动装置总是存在，以使横梁和与它一起的抓取装置向工件移动。驱动装置优选设置成使得横梁能沿不同的空间方向移动，其包括沿横梁的纵向方向以及横向于该横梁移动。如果操作件上接合有止挡，该横向运动可用于致动该操作件。沿横梁纵向的运动可以用来脱开或连接抓取装置，亦即用于连接装置的开启和闭合。

因此在所提出的方案中，为了自动更换工具，可以仅仅利用转送装置现有的轴，不需要带有相应的遥控致动器的有源连接装置和有源锁紧装置。省略用于连接装置的驱动装置减小了连接装置的重量，从而可以改善转送装置的动态性能。

连接装置特别是横梁侧的半连接装置可以借肋于一直线导向装置在横梁上移动。连接装置可以配设一驱动装置，以使连接的抓取装置可沿横梁的纵向运动。从而可在连接状态下在板金件转送时使板金件或其它工件沿横梁移动。此外直线导向装置与驱动装置相结合可以用来实现连接运动。

优选地，配设于抓取装置的半连接器具有一制动装置(阻止装置)，通过该制动装置可将抓取装置安置在一存放结构例如底座或小车上。制动装置优选由通过抓取装置和存放结构之间的相对运动致动。在此，相对运动例如横向于细长的横梁-例如垂直地-进行。在最简单的情况下，制动装置由定位销构成，该定位销设置在底座上并可移入配设于抓取装置的半连接器的相应孔内。

连接装置优选由相互嵌合的半连接器构成，其中一个半连接器可具有一个或多个指状件，所述指状件平行于横梁-即沿连接和脱开运动方向-延伸。指状件或其它细长突出部与另一半连接器上的凹部对应。该凹部还设有属于制动机构的锁紧元件，例如可伸入指状件的开口内的锁紧销。当嵌入相应指状件的凹部内时，该锁紧销可将指状件锁在相配的凹部内。

锁紧销可通过一形成操纵件的操纵杆段操作。锁紧销和操纵件横向于横梁-因此横向于连接和松开方向-定向。如果操纵件碰在止挡件上并且横梁和连接装置一起继续沿横向运动，则操纵件以及因此锁紧销将移动到松开位置。这样，可通过简单地控制转送装置的驱动装置的连接和脱开，而使工具与横梁接合和脱开。

下面将参照附图说明本发明的有利实施形式。

附图说明

附图示出本发明的实施例，在附图中：

图1示意性地示出带有转送单元的压力机；

图2为图1的转送单元的透视图，其具有横向支承件和工具；

图3示意性地示出图2的转送装置的连接装置部分以及相关联的底座；

图4以局部侧面剖视图示出根据图3的连接装置；

图5示出安放在带有松开的锁紧装置的底座上的根据图3和4的连接装置；

图6示出松开过程中的根据图5的连接装置；

图7以局部侧视图示出在将工具安放在底座上后的锁紧装置和底座。

具体实施方式

图1高度示意性地示出具有两个压力机2、3和一转送装置4的冲压设备1，该转送装置包括一转送单元5。转送单元5用于将工件从压力机2转送到压力机3或者转送到此处未示出的中间摆放位置，所述工件例如为板金件，特别是诸如汽车车身的大型板金件。冲压设备1可包括单独一个压力机、如图1所示包括两个压力机或者包括多个压力机。转送装置可以包括一个或多个转送单元5。转送装置可使一个或多个直的横梁6移动，该横梁构成用于抓取装置7的支架。抓取装置7可包括例如一个或多个如图2所示的蜘蛛型吸持器8。此处所示的转送单元5包括支承臂10，该支承臂具有通过至少一个铰链9接合的臂段12、13。为使臂段12、13受控制地运动，设置驱动装置14、15以及未示出的其它驱动装置，以使横梁6能按期望沿水平和垂直方向移动并能沿选定的方向枢转。驱动装置14、15与未示出的其它驱动装置一起构成驱动机构16。驱动机构16可额外地包括调整驱动装置17，蜘蛛型吸持器8可通过该调整驱动装置纵向地沿横梁6运动。调整驱动装置17是可选的。该调整驱动装置尤其可在设有允许横梁6沿水平横向方向运动的转送单元时省略，该水平横向方向即横梁6的纵向方向。

蜘蛛型吸持器8包括框架18，该框架具有例如两个平行于横梁6延伸的支承管。该支承管上延伸有管状臂19、20、21、22、23、24，所述管状臂分别在末端承载吸盘25、26、27、28、29、30。所述吸盘例如为向下开口的盘状橡胶件，它们可通过管状臂19至24抽真空。

为将蜘蛛型吸持器8支承在横梁6上，在框架18的一端设置连接装置31。可在框架18的另一端设置另一连接装置或设置包括两个半连接器32a、32b的连接机构32，所述半连接器相互形锁合地嵌合并可通过沿横梁6的轴向运动脱开。

连接装置31特别适于将形式为蜘蛛型吸持器8的工具安放在无源底座上，该安放借助于由驱动机构16引起的转送单元5在横梁6上的运动进行，该驱动机构总是存在并且用于在空间设置横梁6以转送工件。

图3示出横梁6上的连接装置31。在横梁下面设有直线导向装置33，连接装置31可以通过该导轨沿横梁6纵向移动。相应地该直线导向装置33包括一平行于横梁6定向并由此固定在该横梁上的导轨34，该导轨上可移动地支承有一滑架。连接装置31包括第一半连接器36和第二半连接器37，该第一半连接器36与可移动地支承在导轨34上的滑架相连或者直接与横梁6相连，该第二半连接器37带有框架18。如图4所示，从半连接器37上伸出一平行于导轨34或平行于横梁6的销38，该销由一相应的孔或其它孔39无间隙地支承。销38与一锁紧装置40嵌合。为此，如图5或6可见的，销38在其端部包括凹部，该凹部的形式例如为凹坑或者环形分布且倒圆的或其它形状的槽41。该槽41配设于属于锁紧装置40的锁紧销42，该锁紧销可移动地支承在横向于孔39延伸的另一个孔43内。在此，孔43和孔39偏心地相交成一约90°的角。孔39优选平行于横梁6布置，而孔43优选垂直于该横梁布置。

锁紧销42包括一锁紧段44，该锁紧段的直径对应于孔43的直径和槽41的圆角半径。从锁紧段44上伸出一操纵杆段45，该操纵杆段的直径小到当它如图5或6所示那样向上移动时不与孔39相交。操纵杆段45构成操作件，通过它使连接装置31从卡紧或锁紧的锁紧状态转变成松开状态，从而可以脱开。

锁紧销42通过一设置在孔43内的弹簧46或其它合适的元件朝其锁紧位置预紧，在该锁紧位置锁紧段44与孔39相交。

半连接器37具有一孔47，该孔优选平行于孔43布置-也就是垂直于横梁6布置。孔47与一安装在底座48上的定位销49相配，该定位销优选垂直向上延伸并无间隙地配合在孔47内。半连接器37可以在横梁6的每一侧上具有一相应的孔，其中在相配的位置上设置相应数量的定位销。

除定位销49外，作为止挡50还设有一松脱板51，该松脱板在顶面上具有一垂直于定位销49直线形分布的面52。该面可以是一平面，它优选平行于销38分布。松脱板配设有形成在半连接器36的底面上的凹槽53，该松脱板配合在该凹槽内，但是锁紧销42的操纵杆段45不超过松脱板地伸入该凹槽53内，如图3和4所示。

上述转送单元5在工具更换方面按以下方式工作：

如图2所示，假设首先要更换支承在横梁6上的蜘蛛型吸持器8。为此，如图3所示，支承臂10将横梁6带动到底座48上方，并使横梁6下降。从而，半连接器37套在定位销49上，该定位销进入孔47内。这时操纵杆段45顶靠面52，并相对于半连接器36克服弹簧46的力压向松开位置。图5中示出这种状态。锁紧段44从孔39中挤出。锁紧段45不再嵌在槽41内，从而松开销38。销38的头部38a可以从操纵杆段45旁边移过，即，可将销38从孔39中拔出。为此，转送单元5带动横梁6沿横梁的纵向运动，如图6所示。或者，可致动作用在半连接器36上的调整驱动装置17，以使该半连接器36轴向运动，从而使它脱开。在这个过程中操纵杆段45的端面在松脱板51的面52上滑动，如图6所示。

当销38已经从孔39中移出时，转送单元5使横梁6向上运动，这时该横梁将工具放在底座48上，图7中示出这种状态。

使相同的或其它的工具即蜘蛛型吸持器8与横梁6的连接的过程可以以相反的方式进行。

为自动更换工具，在本发明的装置中，仅需利用转送单元5现有的轴。既不需要和设置有源连接装置，也不需要和设置有源锁紧装置。底座48包括一个或多个用于支承和固定工具的销或定位销49、一压板以及一个或多个用于松开锁紧装置40的松脱板51。锁紧装置可以由一锁紧销构成，其孔与用来容纳连接销38的孔相交。锁紧装置40预紧在其锁紧位置，并可在其细长凸出部(操纵杆段45)顶靠松脱板51时移动到松开位置。用于致动锁紧销42的松脱运动垂直于横梁6进行，而连接和脱开运动平行于横梁6进行。

连接装置31优选配备液力连接器，它平行于连接销或销38布置并用于将真空或压缩空气传送给蜘蛛型吸持器。如有必要，可设置其它介质连接器。此外，可设置用于传输电流或传输传感器或致动器所用的控制信号和/或信息信号的电连接。此外可以设置用于信息载体例如光导体的连接装置，其中连接和脱开方向分别与横梁6的纵向或销38的纵向一致。这种连接装置54在图3中通过虚线示意性地示出。

Claims (12)

1.用于压力机特别是大型件多级压力机的自动化的工件抓取装置，该工件抓取装置包括：

转送装置(4)，它包括由驱动装置(16)支承以操作该转送装置的横梁(6)；

抓取装置(7)，它由横梁(6)支承以便受控地抓取和放开工件；

连接装置(31)，它具有两个半连接器(36、37)，其中一个与横梁(6)连接，另一个与抓取装置(7)连接，

该连接装置(31)包括带操作件(45)的机械锁紧装置(40)，该操作件能通过连接装置(31)相对于止挡件(51)的相对运动操作，当该操作件被致动时，锁紧装置(40)将被松开。

2.按权利要求1的工件抓取装置，其特征为：连接装置(31)通过直线导向装置(34)支承在横梁(6)上以便能沿该横梁的纵向移动。

3.按权利要求1的工件抓取装置，其特征为：配设于抓取装置(7)的半连接器(37)具有制动装置(47、49)，抓取装置(7)通过该制动装置接合在底座(48)上。

4.按权利要求3的工件抓取装置，其特征为：制动装置(47、49)通过抓取装置(7)和底座(48)之间的相对运动接合。

5.按权利要求4的工件抓取装置，其特征为：制动装置(47、49)由通过直线相对运动接合或脱开的定位元件(47、49)构成。

6.按权利要求1的工件抓取装置，其特征为：半连接器(36、37)包括形锁合地相互嵌合的接合元件(38、39)。

7.按权利要求1的工件抓取装置，其特征为：半连接器(36、37)之一具有带凹槽(41)的销(38)，该凹槽用作锁紧槽。

8.按权利要求7的工件抓取装置，其特征为：半连接器(37、36)中的另一个包括形成锁紧装置(40)的锁紧销(42)。

9.按权利要求8的工件抓取装置，其特征为：锁紧销(42)通过弹簧装置(46)向锁紧方向预紧。

10.按权利要求8的工件抓取装置，其特征为：锁紧销(42)横向于连接装置(31)的接合和脱开方向设置。

11.按权利要求8的工件抓取装置，其特征为：锁紧销(42)具有锁紧段(44)，该锁紧段与销(38)的凹槽(41)无间隙地嵌合。

12.按权利要求11的工件抓取装置，其特征为：锁紧销(42)具有操纵杆段(45)，该操纵杆段的直径小于锁紧段(44)的直径，从而当锁紧销的锁紧段(44)移出凹槽(41)时，该操纵杆段不会伸到该凹槽(41)。

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