DD226512A1

DD226512A1 - OVERALL DEVICE

Info

Publication number: DD226512A1
Application number: DD26691684A
Authority: DD
Inventors: Helmut Hirschmann; Volker Eberhardt
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1984-09-03
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1985-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung fuer Handhabevorrichtungen bzw. Industrieroboter, die zum Fuegen von rotationssymmetrischen, vorwiegend linsenfoermigen optischen Bauteilen in mechanischen Fassungen eingesetzt werden kann. Sie besteht aus einem das rotationssymmetrische Bauteil aufnehmbaren axial beweglichen Vakuumgreifer, einer Zentriereinrichtung fuer dieses Bauteil sowie einem Zangengreifer zur Lagefixierung der mechanischen Fassung. Die Einrichtungselemente sind vertikal axial zueinander fluchtend angeordnet. Nach dem Erfassen des Bauteiles durch den Vakuumgreifer wird das Bauteil vom Vakuumgreifer geloest, durch Spannbackenelemente der Zentriereinrichtung aufgenommen und zentriert, anschliessend durch den Vakuumgreifer wieder erfasst und in die mechanische Fassung eingefuegt. Ein geringfuegiger axialer Versatz der Bauteile zueinander wird durch Elastomerelemente, die den Vakuumgreifer mit dem Greifereinrichtungsgehaeuse verbinden, ausgeglichen. Die Greifereinrichtung ermoeglicht die Senkung der Taktzeit sowie eine Verringerung des Programmieraufwandes zur Steuerung von Handhabevorrichtungen und Industrierobotern. FigurThe invention relates to a gripper device for handling devices or industrial robots, which can be used for joining rotationally symmetrical, predominantly lense-shaped optical components in mechanical versions. It consists of a rotationally symmetrical component recordable axially movable vacuum gripper, a centering device for this component and a pliers gripper for fixing the position of the mechanical version. The furnishing elements are arranged vertically aligned with each other axially. After the component has been gripped by the vacuum gripper, the component is loosened by the vacuum gripper, taken up and centered by clamping jaw elements of the centering device, then grasped again by the vacuum gripper and inserted into the mechanical socket. A slight axial displacement of the components to each other is compensated by elastomeric elements that connect the vacuum gripper with the Greifereinrichtungsgehaeuse. The gripper device allows the reduction of the cycle time and a reduction of the programming effort for the control of handling devices and industrial robots. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung für Handhabevorrichtungen und Industrieroboter, die zum Fügen von rotatiohssymmetrischen, vorwiegend linsenförmigen optischen Bauteilen, in mechanische Fassungen eingesetzt werden sollen.The invention relates to a gripper device for handling devices and industrial robots, which are to be used for joining rotatiohssymmetrischen, predominantly lenticular optical components in mechanical versions.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt sind Greifereinrichtungen, bei denen optische Bauteile erfaßt und anschließend zu einer internen oder externen Bezugsachse justiert werden (WP G01D 2573085). Nachteilig dabei ist, daß bei einer Prozeßlösung, wo beispielsweise optische und mechanische Bauteile ineinandergefügt und anschließend mittels eines Klebers lagefixiert werden sollen, ein zusätzlicher Arbeitstakt notwendig wird. Nach dem Fügen muß die gefügte Verbindung zu einer Lagefixierstation gebracht werden, so daß der Programmieraufwand und die Taktzeit sehr groß sind.Gripper devices are known in which optical components are detected and then adjusted to an internal or external reference axis (WP G01D 2573085). The disadvantage here is that in a process solution, where, for example, optical and mechanical components are interlocked and then to be fixed in position by means of an adhesive, an additional power stroke is necessary. After joining the joined connection must be brought to a Lagefixierstation, so that the programming effort and the cycle time are very large.

Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, die beim Montieren bzw. Fügen von Bauelementen in andere Bauelemente einen Lageausgleich ermöglichen (DE-AS 2636473). Ein geringer Achsversatz kann dabei durch Justierung kompensiert werden. Bekannt sind auch Anordnungen, bei denen ein Einbringen von zylindrischen Bauteilen in Bohrungen, unter Verwendung eines Greifersystems mit Vakuumsauger erfolgt (DE-AS 2734012).Furthermore, devices are known which allow a position compensation when mounting or joining components in other components (DE-AS 2636473). A small axial offset can be compensated by adjustment. Also known arrangements in which an introduction of cylindrical components in holes, using a gripper system with vacuum suction takes place (DE-AS 2734012).

Alle bekannten Greifereinrichtungen haben den Nachteil, daß das Aufnehmen der zu erfassenden Gegenstände mit einem bestimmten Achsversatz, das heißt, mit einer Abweichung der Greiferachse von der Bauteilachse, vorgenommen wird. In jedem Fall muß vor dem Fügevorgang eine Justierung mit dem Greifer vorgenommen werden.All known gripper devices have the disadvantage that the recording of the objects to be detected with a certain axial offset, that is, with a deviation of the gripper axis of the component axis, is made. In any case, an adjustment must be made with the gripper before the joining process.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit einer Greifereinrichtung die Taktzeit zum Fügen bzw. Transportieren der Bauteile sowie den erforderlichen Programmieraufwand für die Steuerung einer Handhabevorrichtung bzw. eines Industrieroboters zu senken und damit die Arbeitsproduktivität wesentlich zu erhöhen.The aim of the invention is to reduce the cycle time for joining or transporting the components and the required programming effort for the control of a handling device or an industrial robot with a gripper device and thus to increase the labor productivity significantly.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifereinrichtung für Handhabevorrichtungen und Industrieroboter zu entwickeln, die es ermöglicht, zwei unterschiedliche Bauteile, vorwiegend rotationssymmetrische optische Bauteile und deren zugehörige mechanische Fassungen, miteinander zu fügen, wobei eine Ortsveränderung der Bauteile sowie eine Reiativjustierung der Bauelemente zueinander erforderlich ist.The invention has for its object to develop a gripper device for handling devices and industrial robots, which makes it possible to add two different components, mainly rotationally symmetric optical components and their associated mechanical versions together, with a change in location of the components and a Reiativjustierung the components to each other required is.

Diese Aufgabe wird durch eine Greifereinrichtung, bestehend aus einem das rotationssymmetrische Bauteil aufnehmbaren, axial beweglichen Vakuumgreifer sowie einer die mechanische Fassung lageorientierenden Halterung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Greifereinrichtung zur Aufnahme und Zentrierung des rotatiohssymmetrischen Bauteiles sowie der mechanischen Fassung zwei unabhängig voneinander betätigbare Bewegungssysteme beinhaltet, der Vakuumgreifer über einen an Elastomerelementen befestigten Hubzylinder bewegbar angeordnet ist, zwischen Vakuumgreifer und mechanischer Fassung eine das rotationssymmetrische Bauteil zentrierbare Einrichtung, bestehend aus kreissegmentförmigen, auf die Mantelfläche des Bauteiles wirkenden Spannbacken, angeordnet ist, jede Spannbacke einen Bund aufweist, so daß sich eine ringschneidenförmige Auflagefläche für das rotationssymmetrische Bauteil ergibt und die Spannbacken zur Zentrierung des rotationssymmetrischen Bauteiles mit Federelementen sowie mit Druckzylindern zu deren Lösung versehen sind. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Spannbacken der Zentriereinrichtung mit in Richtung der Auflagefläche des rotationssymmetrischen Bauteiles wirkenden Luftdüsen versehen sind.This object is achieved by a gripper device consisting of a rotationally symmetrical component recordable, axially movable vacuum gripper and a mechanical version position-oriented holder, according to the invention that the gripper device for receiving and centering the rotatiohssymmetrischen component and the mechanical version includes two independently operable motion systems , The vacuum gripper is movably arranged on a lifting cylinder attached to elastomer elements, between vacuum gripper and mechanical socket a rotationally symmetrical component centerable device consisting of circular segment, acting on the lateral surface of the component jaws, is arranged, each jaw has a collar, so that a ring-shaped bearing surface for the rotationally symmetrical component results and the clamping jaws for centering the rotationally symmetrical component with spring element as well as with pressure cylinders for their solution. It is advantageous if the clamping jaws of the centering device are provided with acting in the direction of the bearing surface of the rotationally symmetrical component air nozzles.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Halterung der mechanischen Fassung als Zangengreifer ausgebildet ist. Über den durch den Hubzylinder bewegbaren Vakuumgreifer wird das rotationssymmetrische Bauteil aus einem Speichersystem einer Palette entnommen und in eine Stellung über die das Bauteil zentrierbare Einrichtung gebracht. Die Spannbacken der zentrierbaren Einrichtung befinden sich dabei in einem halbgeöffneten, zur Aufnahme des Bauteiles auf der ringschneidenförmigen Aufnahmefläche bereitenm Zustand. Nach der Ablage des Bauteiles auf der Auflagefläche, wobei eine mechanische Berührung durch den Einbau von Luftdüsen vermieden werden kann, werden die Spannbacken mittels der Federelemente in Richtung der Mantelfläche des rotationssymmetrischen Bauteiles bewegt, das heißt, das Bauteil wird zentriert.Furthermore, it is advantageous if the holder of the mechanical version is designed as a forceps gripper. About the movable by the lifting cylinder vacuum gripper, the rotationally symmetrical component is removed from a storage system of a pallet and placed in a position on the device centerable device. The jaws of the centering device are in a semi-open, ready for receiving the component on the ring-shaped receiving surface bereitenm state. After the placement of the component on the support surface, wherein a mechanical contact can be avoided by the installation of air nozzles, the clamping jaws are moved by means of the spring elements in the direction of the lateral surface of the rotationally symmetrical component, that is, the component is centered.

Parallel zu diesem Bewegungsablauf wurde ebenfalls aus einem Speichersystem die mechanische Fassung entnommen und axial fluchtend zur das rotationssymmetrische Bauteil zentrierbaren Einrichtung angeordnet.Parallel to this movement was also taken from a storage system, the mechanical version and axially aligned to the rotationally symmetric component centerable device.

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In der zentrierten Stellung des rotationssymmetrischen Bauteiles wird das Bauteil durch den Vakuumgreifer erneut erfaßt. Die Spannbacken werden mittels der Druckzylinder vollständig geöffnet. Durch axiale Bewegung des Bauteiles in Richtung der mechanischen Fassung erfolgt der Fügevorgang derart, daß bedingt durch den an Elastomerelementen befestigten Hubzylinder des Vakuumgreifers ein geringfügiger noch vorhandener axialer Versatz zwischen mechanischer Fassung und dem rotationssymmetrischen Bauteil ausgeglichen werden kann.In the centered position of the rotationally symmetrical component, the component is detected again by the vacuum gripper. The jaws are fully opened by means of the pressure cylinder. By axial movement of the component in the direction of the mechanical version of the joining process takes place such that due to the attached to elastomeric lifting cylinder of the vacuum gripper, a slight existing axial offset between the mechanical version and the rotationally symmetric component can be compensated.

Der konstruktive Aufbau der Greifereinrichtung ermöglicht, daß während der Ortsveränderung der zu fügenden Bauteile eine Relativjustierung durch die zwei unabhängig voneinander wirkenden Bewegungssysteme durchführbar ist, so daß die Steuerung einer Handhabevorrichtung bzw. eines Industrieroboters wesentlich gesenkt werden kann.The structural design of the gripper device makes it possible to carry out a relative adjustment by the two independently acting movement systems during the change in position of the components to be joined, so that the control of a handling device or of an industrial robot can be substantially reduced.

Die zueinander justierten Bauteile können in einem Lagefixierarbeitsplatz, beispielsweise einem Klebearbeitsplatz, angeordnetThe components adjusted to one another can be arranged in a position fixing workstation, for example an adhesive workstation

werden. _ _ _ _ _ --become. _ _ _ _ _ -

embodiment

In einem nachstehenden Ausführungsbeispiel, zum Fügen einer optischen Baugruppe in eine mechanische Fassung, soll die erfindungsgemäße Greifereinrichtung näher erläutert werden.In an embodiment below, for joining an optical assembly in a mechanical version, the gripper device according to the invention will be explained in more detail.

Die dazugehörende Figur zeigt die Greifereinrichtung, bestehend aus einem Gehäuse 1 mit darin zentrisch angeordneter Vakuumgreiferaufnahme 2. An der Vakuumgreiferaufnahme 2 ist ein Hubzylinder 3 an Elastomerelementen 4 befestigt. Der Hubzylinder 3 ermöglicht eine vertikale axiale Bewegung eines darin geführten Vakuumgreifers 5. Unterhalb des Vakuumgreifers 5 ist an einer Gehäusezwischenwand 6 eine optische Baugruppe 7 zentrierende Einrichtung, bestehend aus kreissegmentförmigen Spannbacken 8, einem Dreistellungsdruckzylinder9 sowie einem Federelement 10, angeordnet. Axial unterhalb der die optische Baugruppe 7 zentrierenden Einrichtung befindet sich im Gehäuse 1 ein zur Aufnahme und Lagefixierung einer mechanischen Fassung 11 dienender Zangengreifer 12, der über einen Druckzylinder 13 sowie über ein Federelement 14 betätigbar ist. Nach der Entnahme der optischen Baugruppe 7 aus einem in der Figur nicht dargestellten Speichersystem wird die optische Baugruppe 7 durch den Vakuumgreifer 5 auf eine durch die Gestaltung der Spannbacken gebildete ringschneidenförmige Auflagefläche 15 aufgelegt.The associated figure shows the gripper device, consisting of a housing 1 with vacuum gripper holder 2 arranged centrally therein. A lifting cylinder 3 is fastened to elastomer elements 4 on the vacuum gripper holder 2. The lifting cylinder 3 allows a vertical axial movement of a guided therein vacuum gripper 5. Below the vacuum gripper 5 is on a housing intermediate wall 6, an optical assembly 7 centering device consisting of circular segment clamping jaws 8, a three-position pressure cylinder 9 and a spring element 10, respectively. Axially below the optical assembly 7 centering device is located in the housing 1 for receiving and fixing a position of a mechanical version 11 serving pliers gripper 12 which is actuated via a pressure cylinder 13 and a spring element 14. After removal of the optical assembly 7 from a storage system, not shown in the figure, the optical assembly 7 is placed by the vacuum gripper 5 on a formed by the design of the clamping jaws ring-shaped bearing surface 15.

Dabei befindet sich der Dreistellungsdruckzylinder 9 in einer die Zentriereinrichtung halböffnenden Ausgangsstellung. Der Vakuumgreifer 5 wird über den Hubzylinder 3 nach der Ablage der optischen Baugruppe 7 wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt. Über das Federelement 10 sowie den Dreistellungsdruckzylinder 9 erfolgt das Zentrieren der optischen Baugruppe 7. Dabei wirken die Spannbacken 8 auf die Mantelfläche 16 der optischen Baugruppe 7. DerIn this case, the three-position pressure cylinder 9 is in a center opening semi-opening initial position. The vacuum gripper 5 is moved back to the starting position via the lifting cylinder 3 after the storage of the optical assembly 7. The centering of the optical assembly 7 takes place via the spring element 10 and the three-position printing cylinder 9. The clamping jaws 8 act on the lateral surface 16 of the optical assembly 7

Dreistellungsdruckzylinder 9 gelangt dabei in die Spannstellung. \Three-position pressure cylinder 9 passes into the clamping position. \

Parallel zur Zentrierung der optischen Baugruppe 7 wird die mechanische Fassung 11 einem ebenfalls in der Figur nicht dargestellten Speichersystem durch den Zangengreifer 12 entnommen und an den Fügeort, axial fluchtend unter die die optische Baugruppe 7 zentrierende Einrichtung transportiert. Die optische Baugruppe 7 wird erneut vom Vakuumgreifer 5 erfaßt. Bedingt durch die Zentriereinheit des Vakuumgreifers 5 befindet er sich exakt in der mechanischen Achse der optischen Baugruppe 7.Parallel to the centering of the optical assembly 7, the mechanical version 11 is removed from a memory system also not shown in the figure by the forceps gripper 12 and transported to the joining location, axially aligned under the optical assembly 7 centering device. The optical assembly 7 is detected again by the vacuum gripper 5. Due to the centering unit of the vacuum gripper 5, it is located exactly in the mechanical axis of the optical assembly 7.

Nach dem vollständigen Öffnen der Spannbacken, der Dreistellungsdruckzylinder 9 fährt dabei in die Fügestellung, wird der Vakuumgreifer 5 in Richtung der mechanischen Fassung 11 bewegt. Kurz vor dem eigentlichen Fügevorgang wird die Zentriereinheit des Vakuumgreifers 5 unwirksam und die Elastomerelemente 4 gleichen einen geringen axialen Versatz der optischen Baugruppe 7 zur mechanischen Fassung 11 aus.After complete opening of the clamping jaws, the three-position pressure cylinder 9 moves into the joining position, the vacuum gripper 5 is moved in the direction of the mechanical version 11. Shortly before the actual joining process, the centering of the vacuum gripper 5 is ineffective and the elastomeric elements 4 compensate for a small axial displacement of the optical assembly 7 to the mechanical version 11.

Claims

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Invention claims:

1. gripper device for handling devices and industrial robots, which are used for joining rotationally symmetrical, predominantly lenticular optical components, in mechanical versions, consisting of a rotationally symmetrical component recordable axially movable vacuum gripper and a mechanical version position-oriented holder, characterized in that the gripper device for Recording and centering of the rotationally symmetrical component and the mechanical version includes two independently operable motion systems, the vacuum gripper is movably mounted on a lifting cylinder attached to elastomer elements, between vacuum gripper and mechanical socket a rotationally symmetric component centerable device consisting of circular segment, on the lateral surface of the rotationally symmetrical Components acting jaws, is arranged, each jaw has a collar, so that a ring chneidenförmige bearing surface for the rotationally symmetrical component results and the clamping jaws are provided for centering the rotationally symmetrical component with spring elements and with pressure cylinders for their solution.

2. Gripper device according to claim 1, characterized in that the clamping jaws of the rotationally symmetrical component centering device are provided with acting in the direction of the bearing surface of the rotationally symmetrical component air nozzles.

3. gripper device according to claim 1, characterized in that the position of the mechanical support holder is designed as a spring elements and pressure cylinder actuated pliers gripper.

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