DD255121A1 - Vorrichtung zum greifen und positionierten absetzen von rahmen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen von Rahmen. Sie kann insbesondere fuer die Handhabung von Rahmen durch Industrieroboter eingesetzt werden. Die erfinderische Vorrichtung zum Greifen von Rahmen ermoeglicht, dass nach dem Erfassen des Rahmens, dieser in seiner Lage in einer Ebene in eine durch Anschlaege bestimmte Sollposition zu den Koordinaten des Roboters gebracht wird. Diese Wirkung wird erzielt, indem die erfinderische Vorrichtung aus vier vorwiegend pneumatisch beaufschlagte Arbeitszylindern mit jeweils einem Greifelement besteht. Diese Greifelemente werden gegen Anschlaege auf dem Rahmengestell gefahren, welche die Sollposition in X-X-Richtung verkoerpern. Zur Positionierung des Rahmens in Y-Y-Richtung ist ein weiterer, vorwiegend pneumatisch beaufschlagbarer, bei eingefahrener Kolbenstange durch Druckfedern zwischen zwei Anschlaegen, die die Y-Y-Sollposition verkoerpern, gehaltener Arbeitszylinder vorgesehen. Die Arbeitszylinder sind an ein bestimmtes Steuersystem angeschlossen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und positionierten Absetzen von Rahmen. Sie kann insbesondere für die Handhabung von Rahmen durch Industrieroboter oder Manipulatoren eingesetzt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind verschiedene Greifvorrichtungen zum Handhaben von Werkstücken mittels Industrieroboter und Manipulatoren. Mehr oder weniger erfüllen die bekannten Greifer die nachstehenden Forderungen:

— optimale Anpassung der Greiferstruktur an die geforderten Handhabeoperationen

— großer Verstellbereich

— hohe Greifgenauigkeit

— einfacher Aufbau

— hohe Zuverlässigkeit

Des weiteren sind Handhabeeinrichtungen bekannt, bei denen die Greifeinrichtung das Aufnehmen und Spannen von Gegenständen durch eine elektromechanisch oder hydraulisch angetriebene Greifzange erfüllt (DD 256259). Der Nachteil dieser Greifeinrichtung ist der, daß sie sehr voluminös ist.

Weiterhin ist bekannt, einen mit einem Hubkolbenmotor verbundenen Greifer über eine Kolbenstange anzutreiben. Die Übertragung der Bewegung erfolgt über ein Kurvengetriebe, in dem eine Greiferbacke zu der mit dem Grundkörper fest verbundenen Greiferbacke bewegt wird (DE-OS 255627).

Ebenfalls ist es bekannt, die folgenden Antriebsmittel für die bekannten Greifer einzusetzen: pneumatische, hydraulische, elektromotorische oder elektromechanische, sowohl einfach wirkend, also nur innen- oder außengreifend oder -spannend, als auch doppelwirkend.

Bei allen diesen bekannten Greifern ist es nicht möglich, Lagekorrekturen nach dem Ergreifen des Gegenstandes innerhalb der Greifvorrichtung durchzuführen.

Weiterhin ist ein Greifer bekannt, (DE-OS 2904377), bei dem beide Greiferbacken unabhängig voneinander hydraulisch bewegbar sind. Dabei wird eine Greiferbacke von einer Freilage bis zu einer positionierenden Endlage bewegt, während die zweite Greiferbacke in einem Freibereich zum sicheren Andrücken des Werkstückes oder Werkzeuges an die Greiferbacke bewegbar ist.

Es ist auch ein Greifer bekannt, mit dem es möglich ist, ein Werkstück aus einer nicht einwandfrei positionierten Lage zu entnehmen, aber genau positioniert abzugeben (DD WP 153338).

Bei diesem Greiferwerden die beiden Greiferbacken über einen Waagebalken von einem gemeinsamen Antrieb aus bewegt.

Dabei legt sich die Greiferbacke zuerst an das nicht in der Sollage befindliche Werkstück an, die diesem am nächsten steht. Dann erfaßt die zweite Greiferbacke das Werkstück, so daß es von den beiden Greiferbacken so festgehalten wird, daß es aus seinem bisherigen Positionsort entnommen werden kann. In diesem Moment wird es von den noch druckbeaufschlagten Greiferbacken gegen eine positionierte Auflage des Greifers gedruckt, wodurch es in eine genau positionierte Lage kommt und positioniert abgegeben wird.

Die beiden zuletzt beschriebenen Vorrichtungen sind jedoch für das Greifen und Positionieren von kompakten prismatischen oder rotationssymmetrischen Gegenständen ausgelegt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist das sichere Greifen und die Lagekorrektur von Rahmen mittels einer Greifvorrichtung in eine Sollpositioh, die mit den Koordinaten des Roboters übereinstimmt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum sicheren Greifen, positionierten Handhaben und Absetzen von Rahmen zu entwickeln. Mit dieser Vorrichtung soll es möglich sein, nach dem Erfassen des Rahmens, diesen in seiner Lage in einer Ebene in eine durch Anschläge bestimmte Sollposition zu bringen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vier, insbesondere zum Lösen des Greifers beidseitig druckbeaufschlagbare Arbeitszylinder 3,4,5,6 paarweise rechtwinklig zu den beiden Längsträgern 2.1 des Rahmens 2 in X-X-Richtung auf dem Greifergestell 1 angeordnet sind, deren Kolbenstangen zusätzlich, insbesondere im drucklosen Zustand, mittels Druckfeder 13 ausgefahren werden (Fig. 1).

An den Kolbenstangen dieser Arbeitszylinder sind jeweils Greifelemente 7 bestimmter Länge zum Untergreifen der beiden Längsträger des Rahmens befestigt. Die Länge dieser Greifelemente muß dabei so bemessen sein, daß deren jeweilige Untergrifflänge mindestens der maximalen Lagetoleranz über die durch die Anschläge 15,16,17,18 bestimmte X-X-Sollposition hinaus entspricht.

Weiterhin ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Rahmens in Y-Y-Richtung ein oderzwei weitere, beidseitig oder bei Einsatz mittels Druckfeder bewirkten Kolbenrückzuges, einseitig druckbeaufschlagbare Arbeitszylinder 8 zwischen zwei Anschlägen 9,10 angeordnet sind. Der Abstand dieser beiden Anschläge entspricht dem Abstand der beiden Querträger 2.2 des Rahmens. Die Arbeitszylinder können pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt werden.

Es empfiehlt sich, nur einen Arbeitszylinder 8 einzusetzen. Bei Einsatz nur eines Arbeitszylinders wird dieser auf einem Führungsgestänge 20 gelagert und bei eingefahrener Kolbenstange mittels Druckfedern 21 in einer Stellung gegen einen Anschlag 22, frei von den Anschlägen 9,10, unter Berücksichtigung der maximalen Lagetoleranz des Rahmens in Y-Y-Richtung gehalten. An der Kolbenstange und am Boden des Arbeitszylinders 8 sind jeweils mit Drehgelenk und Blattfedern zur Lagesicherung versehene Druckstücke 11,12 befestigt.

Es ist auch möglich, zwei Arbeitszylinder zu verwenden. Bei Einsatz von zwei Arbeitszylindern zur Positionierung des Rahmens in Y-Y-Richtung müssen diese parallel oder in Reihe mit entgegengesetzt wirkenden Kolbenstangen angeordnet werden.

Ein weiteres Merkmal der erfinderischen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder 3,4,5,6,8 an ein bestimmtes Steuersystem 14 angeschlossen sind. Über dieses Steuersystem können alle Arbeitszylinder gleichzeitig auf der Ringseite mit Druck beaufschlagt werden. Mit dieser Kolbenstellung kann der Greifer durch den Roboter abgesenkt werden, bis das Greifergestell 1 auf den Rahmen 2 aufsitzt, wobei mögliche Lagetoleranzen durch die federnd gelagerte Deckplatte 24 kompensiert werden (Fig. 2).

Im energielosen Zustand des Steuersystems bewirken die auf den Führungsgestängen 23 angeordneten Druckfedern 13, daß die ebenfalls auf den gleichen Führungsgestängen 23 geführten Greifelemente 7 die Längsträger 2.1 mittels Federkraft untergreifen und der Rahmen angehoben werden kann. Danach wird zur Positionierung des Rahmens 2 in Y-Y-Richtung der Arbeitszylinder 8 auf der Kolbenseite mit Druck beaufschlagt. Dabei wird je nach Lage des Rahmens in Y-Y-Richtung dieser über das an der Kolbenstange des Arbeitszylinders 8 befestigte Druckstück 11 bis zum Anschlag 10 oder anschließend über das am Zylinderboden befestigte Druckstock 12 bis zum Anschlag 9, in den federgespannten Greifelementen 7 gleitend, positioniert und gehalten.

Die Anschläge 9,10 sind jedoch so eingestellt, daß eine relativ leichte Verschiebung des Rahmens in X-X-Richtung möglich ist.

Durch eine kolbenseitige Druckbeaufschlagung der Arbeitszylinder 3,4,5,6, wird der Rahmen endgültig in X-X-Richtung positioniert und gehalten. Dabei gleitet der Rahmen, in Y-Y-Richtung positioniert, an den, durch die Anschläge 9, lOfixierten Druckstücken 11,12 entlang, bis er über die Greifelemente 7, die gegen vier paarweise auf dem Greifergestell 1 angeordnete und mit Gummipuffern 19 versehenen Anschläge 15,16,17,18 gefahren wird, endgültig positioniert ist. Die in gleicher Richtung wirkenden Druckfedern 13 halten bei einem plötzlichen Druckabfall die Greifelemente 7 in dieser Position, so daß eine Selbsthemmung des Greifers gewährleistet ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Greifvorrichtung, wobei die Deckplatte, an die das Handgelenk des Roboters

angeflanscht wird, nicht dargestellt ist

Fig.2: eine Schnittdarstellung nach Linie A-A gemäß Fig. 1, mit angedeutetem Handgelenk des Roboters

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Greifen und positionierten Absetzen von Rahmen, dadurch gekennzeichnet, daß vier, insbesondere zum Lösen des Greifers beidseitig druckbeaufschlagbare, paarweise rechtwinklig zu den beiden Längsträgern (2.1) des Rahmens (2) in X-X-Richtung auf dem Greifergestell (1) angeordnete Arbeitszylinder (3,4, 5,6), deren Kolbenstangen zusätzlich, insbesondere im drucklosen Zustand, mittels Druckfeder (13) ausgefahren werden, mit Greifelementen (7) bestimmter Länge zum Untergreifen der Längsträger versehen sind, daß ein oder zwei weitere, zur Positionierung des Rahmens in Y-Y-Richtung beidseitig, oder bei Einsatz mittels Druckfeder bewirkten Kolbenrückzuges einseitig, druckbeaufschlagbare Arbeitszylinder (8) zwischen zwei auf dem Greifergestell angeordnete Anschläge (9,10) angeordnet sind, wobei der Abstand dieser beiden Anschläge dem Abstand der beiden Querträger (2.2) des Rahmens entspricht, daß an der Kolbenstange und am Boden des Arbeitszylinders (8), Druckstücke (11,12) befestigt sind und die Arbeitszylinder (3,4,5,6,8) an einem Steuerungssystem (14) so angschlossen sind, daß im energielosen Zustand, die mit den Arbeitszylindern (3,4,5, 6) verbundenen Greifelemente (7) die beiden Längsträger des Rahmens mittels Federkraft untergreifen, danach im angehobenen Zustand der Arbeitszylinder (8) in Abhängigkeit von der Lage des Rahmens in Y-Y-Richtung diesen über das an der Kolbenstange befestigte Druckstück (11) bis zum Anschlag (10) oder anschließend über das am Zylinderboden befestigte Druckstück (12) bis zum Anschlag (9), auf den federgespannten Greifelementen (7) gleitend, positioniert wird, danach durch Druckbeaufschlagung der Arbeitszylinder (3,4, 5, 6) der Rahmen in X-X-Richtung an den durch die Anschläge (10, 9) fixierten Druckstücke (11,12) in Y-Y-Richtung positioniert gleitend, in dem der X-X-Richtung endgültig bis zu vier, paarweise auf dem Greifergestell (1) angeordnete und mit toleranzausgleichenden Gummipuffern (19) versehenen Anschläge (15,16,17,18) über das jeweilige Greifelement (7) positioniert und gehalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Länge der Greifelemente (7) so bemessen ist, daß deren jeweilige Untergriff länge mindestens der maximalen Lagetoleranz des Rahmens über die, durch die Anschläge (15,16,17,18) bestimmte X-X-Sollposition hinaus, entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz eines Arbeitszylinders (8), dieser auf einem Führungsgestänge (20) axial verfahrbar gelagert ist und bei eingefahrener Kolbenstange mittels Druckfedern (21) in einer Stellung gegen einen Anschlag (22) frei von den Anschlägen (9,10) und unter Berücksichtigung der maximalen Lagetoleranz des Rahmens in Y-Y-Richtung, gehalten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz von zwei Arbeitszylindem zur Positionierung des Rahmens in Y-Y-Richtung, diese parallel oder in Reihe, mit entgegengesetzt wirkenden Kolbenstangen angeordnet sind.