DD219147A1 - Blockiervorrichtung fuer einrichtungen zum handhaben und montieren - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist eine hohe Positioniergenauigkeit der zu handhabenden Bauelemente, eine volle Ausschoepfung der Tragfaehigkeit des Industrieroboters und eine Erhoehung der Lebensdauer der Ausgleichseinheit. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Blockiervorrichtung, mit der eine starre Verbindung zwischen dem Basisteil und dem Anschlussflansch bei gleichzeitiger Einhaltung der konzentrischen Lage dieser Teile zueinander gewaehrleistet wird, andererseits bei Aufhebung der Blockierung die volle Funktionsfaehigkeit der Ausgleichsglieder erhalten bleibt. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass sich im Basisteil mindestens drei Doppelkegelflaechenabschnitte befinden, die in radialer Richtung zum Anschlussflansch offen sind und bei denen an den oberen Kegelflaechenabschnitten jeweils die Kegelflaeche eines Zylinders und an den unteren Kegelflaechenabschnitten jeweils die Kegelflaeche eines kegligen Ansatzes anlegbar ist und dass der Anschlussflansch Doppelkegelflaechenabschnitte aufweist, die den Doppelkegelflaechenabschnitten im Basisteil gegenueberliegend eine uebereinstimmende Kegelgeomtrie ergebend zuordenbar sind. Fig. 2

Description

Titel der Erfindung

Blockiervprrichtung für Einrichtungen zum Handhaben und Montieren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf Blockiervorrichtungen für Einrichtungen zum Handhaben und Montieren zur zeitweisen Ausschaltung der Beweglichkeit von Ausgleichseinheiten·

A3,s spezielles Anwendungsgebiet kommen Ausgleichseinheiten an Industrieroboter in Betracht, die zwischen dem Ende des Industrieroboterarmes und dem Greifer angeordnet sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einer Reihe von Arbeitsvorgängen, z. B. des Montageprozesses, muß zwischen dem Industrieroboter und dem Greifer eine starre Verbindung vorhanden sein, die bei dem Einsatz von Ausgleichsgliedern nicht gegeben ist. Zum Aufheben der Beweglichkeit von Ausgleichsgliedern ist eine Ausgleichseinheit bekannt, die zwischen dem Ende eines

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Industrieroboterarmes und eines Greifers angeordnet ist. Die Ausgleichseinheit besteht aus einem mit dem Industrieroboterarm fest verbundenen Basisteil und einem mit dem Basisteil elastisch verbundenen Anschlußflansch, der zur Aufnahme des Greifers dient. Die elastische Verbindung des Anschlußflansches mit dem Basisteil erfolgt durch Ausgleichsglieder, die sich zwischen diesen Teilen befinden· Zur Ausschaltung der Beweglichkeit des Anschlußflansches dienen zwei vom Basisteil aufgenommene längsverschiebbare Bolzen^ die in entsprechende Bohrungen des Anschlußflansches einschiebbar sind.

Diese Lösung bewirkt lediglich eine teilweise Blockierung des Anschlußflansches.gegenüber dem Basisteil. Eine starre Verbindung und damit eine vollständige Aufhebung der Beweglichkeit dieser Teile zueinander wird aber nicht erreicht. Das verringert die Positioniergenauigkeit des Greifers Und unterbindet eine volle Ausschöpfung der Tragfähigkeit des Industrieroboters bei unterschiedlicher Achslage der Ausgleichseinheit· Weiterhin werden während der Blockierung die Ausgleichsglieder nicht vollständig stillgelegt, was zu einem zusätzlichen Verschleiß und einer Verringerung der Lebensdauer der Ausgleichsglieder führt. Nach der DE-AS 24 49 078; B 23 Q₁ 7/04 sind Ausgleichselemen-te an Finger für einen Greifer eines Handhabungsgerätes bekannt. Zur Blockierung der Ausgleichselemente sind diese mit jeweils einem Zylinder versehen, in dem ein Kolben zum Antrieb einer Kolbenstange mit einem kegligen Ansatz verschiebbar geführt wird. Der Zylinder und keglige Ansatz weisen jeweils eine Kegelfäche mit entgegengesetzter Neigung auf, die aufeinander zubewegbar und dabei in Kegelbohrungen an leg bar sind. Diese Anlage der Kegelflächen bewirkt die Blockierung des Ausgleichselementes. Wird die Blockierung aufgehoben,, bleibt zwischen der Kegelfläche des Zylinders und der gegenüberliegenden Kegelbohrung eine Punktberührung erhalten. Nachteilig dabei ist, daß diese Punktberührung die Funktionsfähigkeit des Ausgleichsele-

mentes nach dem Aufheben der Blockierung einschränkt.

Ziel der Erfindung , -

Als Ziel der Erfindung soll eine hohe Positioniergenauigkeit der zu handhabenden Bauelemente, eine volle Ausschöpfung der Tragfähigkeit des Industrieroboters unabhängig von der Achslage der Ausgleichseinheit und eine Erhöhung der Lebensdauer der Ausgleichseinheit erreicht werden.

^v- Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blockiervorrichtung für Einrichtungen zum Handhaben und Montieren, insbesondere für Industrieroboter, zur zeitweisfen Ausschaltung der Beweglichkeit von Ausgleichsgliedern, die zwischen einem mit dem Industrieroboterarm verbundenen Basisteil und eines zur Aufnahme des Greifers dienenden Anschlußflansches angeordnet sind, unter Verwendung von Spannsätzen, die jeweils aus einem in Längsrichtung bewegbaren und am Basisteil festlegbaren Zylinder bestehen, in dem ein Kolben zum Antrieb einer Kolbenstange mit einem kegligen Ansatz verschiebbar geführt wird und der Zylinder und keglige Ansatz mit Kegelflächen entgegengesetzter Neigung versehen ist, die aufeinander zubewegbar und dabei an Kegelflächen anlegbar sind, zu schaffen, mit der eine starre Verbindung zwischen dem Basisteil und dem Anschlußflansch bei gleichzeitiger Einhaltung der konzentrischen Lage dieser Teile zueinander gewährleistet wird, andererseits bei Aufhebung der Blockierung ein Berühren der Spannsätze an den Spannstellen im Basisteil und Anschlußflansch ausgeschlossen ist und somit die volle Funktionsfähigkeit der Ausgleichsglieder erhalten bleibt.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß sich ira Basisteil mindestens drei Doppelkegelflächenabschnitte be-

finden, die in radialer Richtung zum Anschlußflansch offen sind und bei denen an den oberen Kegelflächenabschnitten jeweils die Kegelfläche eines Zylinders und an den unte- . ren kegelflächenabschnitten jeweils die Kegelfläche eines kegligen Ansatzes anlegbar ist und daß der Anschlußflansch Doppelkegelflächenabschnitte aufweist, die den Doppelkegelfächenabschnitten im Basisteil gegenüberliegend eine übereinstimmende Kegelgeometrie ergebend zuordenbar sind.

Um in vorteilhafter Weise eine starre Verbindung zwischen dem Basisteil und Anschlußflansch zu realisieren und damit die Wirksamkeit der Ausgleichsglieder vollständig aufzuheben, sind im Basisteil zwei Doppelflächenabschnitte angeordnet, die die Kegelflächen des Zylinders und des kegligen Ansatzes in einem Bereich von über 180° umschließen und diesen Doppelkegelflächenabschnitten liegt jeweils ein weiterer Doppelkegelflächenabschnitt im Basisteil diametral gegenüber, der die Kegelflächen des Zylinders unddes kegligen Ansatzes in einem Bereich umschließt, der unter 180° liegt, .''-'.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführüngsbeispieles näher erläutert.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausgleichseinheit mit einem linksseitigen Durchbruch zur Darstellung eines Spannsatzes und mit einem rechtsseitigen Durchbruch zur Darstellung von Ausgleichsgliedern,

Fig. 2: eine Schnittdarstellung nach Linie A-A gemäß Fig, I, wobei die Ausgleichsglieder nicht dargestellt sind.

Die Ausgleichseinheit, in dem die erfindungsgemäße. Blockiervorrichtung zur Anwendung gelangt, besteht aus einem Basisteil 1 und einem Anschlußflansch 2, wobei dieser mit dem Basisteil 1 elastisch durch Ausgleichsglieder 3 verbunden ist. Am oberen stirnseitigen Ende des Basisteiles 1 wird. die Ausgleichseinheit am Industrieroboterarm (nicht dargestellt) angeschraubt und am unteren stirnseitigen Ende des Anschlußflansches 2 wird der Greifer (nicht dargestellt) befestigt.

Zur Blockierung des Anschlußflansches 2 mit dem Basisteil 1 werden vier Spannsätze 4, 5, 6, 7 eingesetzt. Oeder Spannsatz besteht aus einem Zylinder 8, in dem ein Kolben zum Antrieb einer Kolbenstange 9 mit einem kegligen Ansatz 10 verschiebbar geführt wird. Der Zylinder 8 und keglige Ansatz 10 sind mit jeweils einer Kegelfläche 11, 12 entgegengesetzter Neigung versehen. Der Zylinder 8 weist an seiner Mantelfläche zwei diametral gegenüberliegende Anschlagstifte 13 auf, die in je einer Ausnehmung eines am Basisteil 1 befestigten Anschlagsteges 14 anliegen. Oberhalb des Zylinders 8 befindet sich eine Zugfeder 15, die mit einem Ende an der oberen Stirnseite des Zylinders 8 und mit ihrem anderen Ende am Basisteil 1 befestigt ist. Weiterhin sind am Zylinder 8 Druckluftanschlüsse 16, 17 angeordnet. Der obere Druckluftanschluß 16 stellt die Verbindung des Druckluftkreislaufes mit dem oberhalb des Kolbens befindlichen Zylinderraum her und der untere Druckluftanschluß 17 stellt die Verbindung mit dem unterhalb des Kolbens liegenden Zylinderraum her.

Die aufeinander zubewegbaren Kegelflächen 11, 12 der Spannsätze 4, 5, 6, 7 sind an vier Doppelkegelflächenabschnitte 18, 19; 20, 21; 22, 23; 24, 25 im Basisteil 1 und an vier dazu gegenüberliegenden die gleiche Kegelgeometrie aufweisende Doppelkegelflächenabschnitte 26, 27; 28, 29; 30, 31; 32, 33 im Anschlußflansch 2 anlegbar. Die Doppelkegelflächenabschnittel8, 19; 20, 21; 22, 23; 24, 25 sind in radialer Richtung zum Anschlußflansch 2 offen. Von diesen Doppelkegelflächenabschnitten weisen die Doppelkegelflächenab-

schnitte 18, 19 und 20, 21 einen Umschließungswinkel cc von 240° und die Doppelkegelflächenabschnitte 22, 23 und 24, 25, die im Basisteil 1 den Doppelkegelflächenabschnitr ten diametral gegenüberliegen, einen Uinschließungswinkel /2> von 90°' auf.

Die im Anschlußflansch 2 angeordneten Doppelkegelflächenabschnitte 26, 27; 28, 29; 30, 3.1; 32, 33 haben einheitlich einen Umschließungswinkel f- von 90°. Alle Kegelpaarungen der Kegelflächen 11, 12 der Spann-.sätze 4, 5, 6, 7 mit den Kegelflächenabschnitten im Basisteil 1 und Anschlußflansch 2 liegen außerhalb des selbsthemmenden Bereiches. Der keglige Ansatz 10 ist mit der Kolbenstange 9 über eine Kugel 34 gelenkig verbunden.

Die Wirkungsweise der in den Zeichnungen dargestellten Blockiervorrichtung ist folgende:

Die Funktion der Spannsätze 4 bis 7 wird anhand des in Fig. l dargestellten Spannsatzes 4 beschrieben. Ober den Druckluftanschluß 17 erfolgt das Beaufschlagen des Kolbens, im Zylinder 8 mit Druckluft. Das bewirkt das Verschieben der Kolbenstange 9 mit dem kegligen Absatz 10 nach oben. Dabei kommt die Kegelfläche 12 an den unteren Kegelflächenhälften 19, 27 zur Anlage. Danach bewegt sich der Zylinder 8 entgegen der Wirkung der Zugfeder 15 solange nach unten, bis die Kegelfläche 11 an den oberen Kegelflächenhälften 18, anliegt. Gleichzeitig gelangen die Anschlagstifte 13 aus den Ausnehmungen der Anschlagstege 14. Durch diesen Spannvorgang ist eine feste Verbindung des Anschlußflansches 2 mit dem Basisteil 1 hergestellt. "

Das paarweise Zusammenwirken der Spannsätze 4 bis 7 zum Einleiten der Blockierung des Anschlußflansches 2 mit dem Basisteil 1 und damit "das Ausschalten der Wirksamkeit der Ausgleichsglieder 3 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Zuerst werden paarweise die Spannsätze 4.5 geschaltet. Dadurch, finden die Kegelflächen 11, 12 dieser Spannsätze in den Doppelkegelflächenabschnitten 18, 19 und 20, 21 formschlüssig Aufnahme. Durch diese formschlüssige Aufnahme der

Spannsätze 4, 5 in radialer und tangentialer Richtung sind am Basisteil 1 zwei definierte Festpunkte geschaffen worden . ..·.'.; In kurzer zeitlicher Verzögerung gegenüber der Schaltung der Spannsätze 4, 5 werden nun ebenfalls paarweise die Spannsätze 6, 7 geschaltet. Dabei kommen deren Kegelflächen 11, 12 an den Doppelkegelflächenabschnitten 22, 23 und 24, 25 des Basisteiles 1 und gleichzeitig an den Doppelkegelflächenabschnitten 30, 31 und 32, 33 des Anschlußflansches 2 zur Anlageo Bei dem dadurch ausgelösten Spannvorgang werden radialgerichtete Spannkräfte wirksam, die eine Relativbewegung des Anschlußflansches 2 zum Basisteil 1 bewirken. Diese Relativbewegung erfolgt solange, bis der Anschlußflansch 2 mit den Doppelkegelflächenabschnitten 26, 27 und 28, 29 an den durch die formschlüssige Aufnahme der Spannsätze 4, 5 in den Doppelkegelflächenabschnitten 18, 19 und 20, 21 gebildeten Festpunkten anliegt.

In diesem Zustand ist der Entzug aller Freiheitsgrade des Anschlußflansches 2 erfolgt. Dadurch ist eine starre Verbindung zwischen dem Anschlußflansche und Basisteil 1 entstanden und damit die Wirksamkeit der Ausgleichsglieder 3 vollständig aufgehoben« .

Die Umsteuerung des Druckluftstromes zum Oruckluftanschluß 16 der Spannsätze 4 bis 7 bewirkt das Verschieben der jeweiligen kegligen Ansätze 10 mit ihren Kegelflächen 12 in ihre untersten Endlagen. Parallel dazu bewegen sich die jeweiligen Zylinder 8 durch die Wirkung der Zugfedern 15 soweit nach oben, bis die Anschlagstifte 13 in die Ausnehmungen der Anschlagstege 14 die obere Endlage erreicht haben· Damit ist eine kontaktfreie Endlage der Kegelflächen 11, 12 aller Spannsätze gegenüber aller Doppelkegelflächenabschnitte im Basisteil 1 und Anschlußflansch 2 erreicht worden. Das bewirkt das Aufheben der Blockierung des Anschlußflansches gegenüber dem Basisteil und stellt die volle Funktionsfähig keit der Ausgleichseinheit wieder her.

Claims (2)

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   Erfindungsanspruch

   Biockiervorrichtung für Einrichtungen zum Handhaben und Montieren, insbesondere für Industrieroboter, zur zeit- , weisen Ausschaltung der Beweglichkeit von Ausgleichsgliedern, die zwischen einem mit dem Industrieroboterarm verbundenen Basisteil und einem zur Aufnahme des Greifers dienenden Anschlußflansches angeordnet sind, unter Verwendung von Spannsätzen, die jeweils aus einem in Längsrichtung bewegbaren und am Basisteil festleg-

   , baren Zylinder bestehen, in dem ein Kolben zum Antrieb einer Kolbenstange mit einem kegligen Ansatz verschiebbar geführt wird und der Zylinder und keglige Ansatz mit Kegelflächen entgegengesetzter Neigung versehen ist, die aufeinander zubewegbar und dabei an Ke§elflachen anlegbar sind,
   gekennzeichnet dadurch,

   daß sich im Basisteil (1) mindestens drei Doppelkegelflächenabschnitte (18, 19), (20, 21), (22, 23) befinden, die in radialer Richtung zum Anschlußflansch (2) offen sind und bei denen an den oberen Kegelflächenabschnitten (18, 20, 22) jeweils die Kegelfläche (il) eines Zylinders (8) und an den unteren Kegelflächenabschnitten (19, 21, 23) jeweils die Kegelfläche (12) eines kegligen Ansatzes (10) anlegbar ist und daß der Anschlußflansch (2) mindestens drei Doppelkegelflächenabschnitte (25, 27), (28, 29), (30, 31) aufweist, die den Doppelkegelflächenabschnitten (18, 19), (20, 21), (22, 23) im Basisteil (l) gegenüberliegend eine übereinstimmende Kegelgeometrie ergebend zuordenbar sind. .
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1,
   gekennzeichnet dadurch,

   daß im Basisteil (l) zwei Doppelkegelflächenabschnitte (18, 19),(20,21) angeordnet sind, die die Kegelflächen (11, 12) des Zylinders (8) ,und des kegligen Ansatzes (10) in einem

   Bereich ( oC ) von über 180° umschließen und diesen Doppelkegelflächenabschnitten (18, 19), (20, 21) jeweils
   ein weiterer Doppelkegelflächenabschnitt (22, 23), . ·. (24, 25) im Basisteil (1) diametral gegenüberliegt, der die Kegelflächen (11, 12) des Zylinders (8) und des
   kegligen Ansatzes (10) in einem Bereich (/S) umschließt, der unter 180° liegt.

   - Hierzu 2 Seiten Zeichnungen.-