DD276448A1 - GRIPPERS FOR HANDLING OF MULTILAYER DUENNER KOERPER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist einsetzbar zum Greifen mehrlagiger duenner Koerper, insbesondere von biegeschlaffen Schnittformen in der Bekleidungsindustrie. Ebenso ist ein Einsatz u. a. in der folienverarbeitenden Industrie moeglich. Dabei muessen die Koerper so gelagert werden, z. B. auf einer buerstenartigen Unterlage, dass sie von unten zugaenglich sind. Erfindungsgemaess besteht der Greifer aus zwei Platten, die ueber Fuehrungsbolzen mit Abstand verbunden sind. Zwischen beiden Platten befindet sich eine bewegliche dritte Platte, die mittels Federn und Anschlag in einer Ruhelage gehalten wird und auf welcher ein Motor mit einem Schneckenradgetriebe fuer zwei drehbare Greiffinger befestigt ist. Diese Greiffinger sind in der dritten Platte drehbar und der unteren zweiten Platte als Daumenflaeche drehbar und laengsverschiebbar gelagert. Das rechtwinklig am drehbar gelagerten Fingerstab angesetzte Tragelement kann in einer kreissektorfoermigen Aussparung der zweiten Platte waehrend der Ruhestellung gedreht werden. Mittels Hubzylinder kann die zweite Platte mit den Greiffingern gegen die Federwirkung nach unten bewegt werden. - Oeffnung der Hand -. Fig. 1The invention can be used for gripping multi-layered thin bodies, in particular of slippery cut forms in the clothing industry. Likewise, an application u. a. possible in the film processing industry. The bodies must be stored so, z. B. on a brush-like pad that they are accessible from below. According to the invention, the gripper consists of two plates, which are connected via guide bolts at a distance. Between the two plates is a movable third plate which is held by means of springs and stop in a rest position and on which a motor with a worm gear for two rotatable gripper fingers is attached. These gripping fingers are rotatable in the third plate and the lower second plate is rotatable and displaceable as a thumb surface. The right angle on the rotatably mounted finger bar attached support member can be rotated in a kreissektorfoermigen recess of the second plate during the rest position. By means of lifting cylinder, the second plate can be moved with the gripper fingers against the spring action down. - Opening the hand -. Fig. 1
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Bisher worden entsprechende Handhabungsaufgaben, z. B. Abräumen der Zuschneidetische in der Bekleidungsindustrie, im wesentlichen manuell durchgeführt. Bekannt wurde in der DE-OS 3331093 ein Greifer für Industrieroboter zum Handhaben von biegeschlaffen Materialien, z. B. Textilien, bei dem auf einer Trägerplatte ein Aufnahmeträger lösbar befestigt ist. In den Aufnahmeträger sind gegeneinander versetzte Aufnehmer wie lanzenförmige Nadeln oder Federn eingesetzt. Hierbei wird eine große Aufnahmofläche benötigt, die an die zu handhabenden unterschiedlichen Stoffflächen nicht anpaßbar sind. Weiterhin wird der Stoff auch nicht festgeklemmt - er hängt nur an den Aufnehmern -, so daß viele Lagen auch nicht sicher transportiert werden können.So far, appropriate handling tasks, eg. B. clearing the cutting tables in the clothing industry, carried out essentially manually. Known in DE-OS 3331093 a gripper for industrial robots for handling limp materials, eg. As textiles, in which on a support plate, a recording medium is releasably attached. In the recording medium staggered transducers such as lancet-shaped needles or springs are used. Here, a large receiving surface is required, which are not adaptable to the different material surfaces to be handled. Furthermore, the fabric is not clamped - it depends only on the transducers - so that many layers can not be transported safely.
Ziel der Erfindung , Ziel der Erfindung ist das Greifen von mehrlagigen dünnen Körnern mittels Industrierobotern.The aim of the invention, the aim of the invention is the gripping of multi-layer thin grains by means of industrial robots.
Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifer für einen Industrieroboter zu schaffen, mit weichern mehrlagige dünne Körper, insbesondere Stoffbahnen, die nach einem Zuschnitt auf einer bürstonartiQsn Unterlage liegen, gegriffen werden können.The object of the invention is to provide a gripper for an industrial robot, which can be gripped by multi-layered thin bodies, in particular panels, which lie on a blank on a surface-mounted base.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einer am Handgelenk eines Industrieroboters angebrachten ersten Piatte senkrecht mindestens drei gleich lange Führungsbolzen befestigt sind, an deren Ende eine zweite Platte befestigt ist. Zwischen beiden Platten befindet sich eine durch die Führungsbolzen verkantungsfrei und parallel geführte, beweglich angeordnete dritte Platte, die in der Ruhestellung durch zwischen der zweiten und dritten Platte an den Führ ungsholzen angeordnete vorgespannte Druckfedern gegen an den Führungsbolzen befindliche Anschläge gedruckt wird. Dies» Anschläge weisen solchen Abstand von der ersten Platte auf, daß eine ausreichende Einbauhöhe für einen an der dritten Platte auf der der ersten Platte zugewandten Seite befestigten Motor mit einer Schnecke und zwei Schneckenrädern vorhanden ist. An jedem Schneckenrad ist ein runder Stab angebracht, der durch die dritte Flaue drehbar und über eine Gleitführung in der zweiten Platte drehbar und in Achsrichtung verschiebbar geführt ist. An jedem Stab ist rechwinklig ein Tragelement angesetzt. An der erste Platte ist ein bis zur dritten Platte reichender Hubzylinder befestigt, der seitlich der Schneckenräder in Höhe der Schnecke angeordnet ist, wobei die dritte Platte mit dem Kolben des Hubzylinders fest verbunden ist. in der Außenfläche der zweiten Platte befinden sich kreissektorförmige Aussparungen, die sich zontrisch zu den Mittelpunkten der drehbaren Stäbe befinden. Dabei ist die Höhe der Aussparung so groß, daß das jeweils rechtwinklig am Stab angesetzte Tragelement in der Ruhestellung nicht aus der zweiten Platte hervorsteht. Der Radius der Aussparungen ist so groß, daß das jeweilige Tragelement in de· Aussparung drehbar ist.According to the invention the object is achieved in that at least three equally long guide bolts are attached to a mounted on the wrist of an industrial robot first board perpendicular to the end of a second plate is attached. Between two plates is a by the guide pins without jamming and parallel, movably arranged third plate which is printed in the rest position by ungsholzen between the second and third plate on the guide prestressed compression springs against located on the guide pin stops. These "stops have such a distance from the first plate, that a sufficient installation height for a fixed to the third plate on the side facing the first plate side motor with a worm and two worm wheels is present. On each worm wheel, a round rod is mounted, which is rotatable by the third faucet and guided via a sliding guide in the second plate and slidable in the axial direction. At each rod is a right angle a support element attached. On the first plate a reaching to the third plate lifting cylinder is fixed, which is arranged laterally of the worm wheels in the amount of the screw, wherein the third plate is fixedly connected to the piston of the lifting cylinder. in the outer surface of the second plate are circular sector-shaped recesses, which are zontrisch to the centers of the rotatable rods. In this case, the height of the recess is so large that the respective rectangular arranged on the rod support member in the rest position does not protrude from the second plate. The radius of the recesses is so large that the respective support element is rotatable in the recess.
Vorteilhafterweise ist das am Stab rechtwinklig angesetzte Tragelement nach unten konisch ausgebildet. Am Konusende befinden sich über die Länge des Tragelements verteilt Düsen, die über einen durch den Stab verlaufenden Kanal mit Druckluft gespeist werden.Advantageously, the support element arranged at right angles to the rod is conically formed downwards. At the end of the cone are distributed over the length of the support element nozzles, which are fed via a running through the rod channel with compressed air.
In der zweiten Piatte ist in vorteilhafter Auskleidung entlang der gedachten geraden Verbindungslinie der Mittelpunkte der Schneckenräder außerhalb des Schwenkbereiches jedes Tragelementes jeweils eins Luftdüsenzeile zur Feinjustierung der Greifposition angeordnet, die nach dem Düsen-Prallplatten-Prinzip arbeitet. Weiterhin können am Schneckenradgetriebe Schaltelemente zur Festlegung gewünschter Sollpositionen der Greifelemente angebracht werden.In the second Piatte is arranged in an advantageous lining along the imaginary straight connecting line of the centers of the worm wheels outside the pivoting range of each support element one air nozzle line for fine adjustment of the gripping position, which operates on the nozzle baffle plate principle. Furthermore, switching elements for determining desired desired positions of the gripping elements can be attached to the worm gear.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels zum Abräumen von Schnittformen vom Zuschnittisch näher erläuteii. Dabei zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment for clearing cut shapes from the blank table. It shows
Fig. 1: eino Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Greifers Fig. 2: eine Draufsicht des Greifers Fig.3: eine Luftdüsenzeile.Fig. 1: eino sectional view of a gripper according to the invention Fig. 2: a plan view of the gripper Fig.3: an air nozzle line.
Für den Zuschnitt werden mehrore Stofflagen η > 20 mittels eines Luftunterdruckes verschiebun^sfest auf eine bürstenartige Unterlage gepreßt. Der Schnitt wird mit einem Messer, das sich stoßend vertikal bewegt, horizontal nach einem Schnittbild durch ein Zuschnittsprogramm gesteuert. Nachdem der Zuschnitt beendet ist, sind die Folien, tl'io die porösen Stoffiagen gegenüber ihrer Umgebung abdichten und mittels Unterdruck an die Unterlage pressen, abzunehmen. Gomäß der bisherigen Technologie werden die Schnittformen gekennzeichnet. Die aufwendige manuelle Handhabung kann entfallen, wenn sämtliche Schnittformen in für sie entsprechend kodierte Container abgelegt und transportiert werden. Das automatisierte Abräumen des Zuschnittisches von in der Ebene biegeschlaffen Schnittformen kann mit einem oder mehreren Robotern ausgeführt werden. Dsr Greifer für die Handhabung von Stofflagen ist eine kompakte Einheit; jedoch gliedert er «ich in mehrere Ebenen, an denen die funktioneilen Elements ?ur Steuerung von zwei Greiffingern befestigt sind. Die erste Platte 1 ist Pinerseitt über Flansch bzw. Wechselmechanismus mit dem Handgelenk dos Roboter? und andererseits mit vier Führungsbolzen 5 mit Druckfedern 6 mit dor unteren zweiten Piatte 2 - die Daumenflache - fest verbunden. Die bewegliche miniere dritte Platte 3 wird durch die vier vorgespannte» Druckfedern 6 an den Führungsbolzen 5 in ihre Normallage gedrückt. Die dritte Platte 3, an der die funkiiunöi'en Elemente - Greiffinger, bestehend aus Rundstab 9 und rechtwinklig angesetzten Tragelementen 10 - wird in Richtung dor vier Führungsbolzen 5 durch einen Hubzylinder 4 verkantungsfrei entgegen der Wirkung der Druckfedern β bewegt. Mit dem Antrieb des Hubzylinders 4, befestigt an der ersten Platte 1, wird die dritte Platte 3 um etwa 30mm bewegt, so daß aufgrund der konstruktiven Ausführung die zwei in Richtung der Schnittspur ausgerichteten Tragelemente 10 der Greiffinger durch die vertikale Schnittebene bis in die Bürstenlage hineingeführt werden. Die zwei L-förmigen Greiffinger sind an der dritten Platte 3 über Buchsen in axialer Richtung schiebungsfrei jedoch um ihre Achsen drehbar gelagert - Festlager -, in der zweiten Piatte 2 werden sie in Gleitbuchsen geführt. Von einem Gleichstrommotor 7 über ein Schneckenradgetriebe 8.1; 8.2, das durch ein Gehäuse gekapselt und an der dritten Platte 3 befestigt ist, werden die Tragelemente 10 der Greifringer in der horizontalen Ebene synchron kreisförmig bewegt, um sie entsprechend der Schnittspur auszurichten. Diese synchrone Bewegung der Greiffinger wird dadurch erreicht, daß an der Schnecke 8.1 symmetrisch zwei Schneckenräder 8.2 im Eingriff sind. Den Abstand kann man mit i*vei exzentrischen Lagerbüchsen 16, in denen der Greiffinger gelagert und geführt wird, so justieren, daß der Eingriff zwischen den Schneckenrädern S.2 und Schnecke 8.1 spielfrei ist. Nach der Justage werden die exzentrischen Buchsen 16 mit der Platte 3 fixiert. Schneckenrad 8.2 und Stab 9 des Greiffingers werden mit einem speziellen Flansch 15 lösbar verbunden, an dem die Schaltnocken für Endschalter 14 oder entsprechend für andere Schaltelemente der Sollpositionen des Greiffingers leicht zu befestigen sind. Diese Anordnung von Endschaltern genügt für Schnittformen, die bei kleinen eine, und bei großen diagonal engeordnet, zwei gerade Schnittkanten von einer Länge I > 80mm haben. Besteht die Forderung, daß der Greifer auch für Schnittformen, die koino gerade Schnittkante aufweisen, für die Handhabung einsetzbar ist, so ist für die Lagepositionierung 'der Tragelemente 10 der Greiffinger ein entsprechendes Meßsystem einzusetzen. Im allgemeinen erfüllt ein iotatoriechor inkremental Geber diese Forderung. Beim Greifvorgang für solche Schnittformen wird die Symmetrieachse der Greifer über einen Scheitelpunkt uer Schnittkante so ausgerichtet, daß die Tragelemente 10 der Greiffinger mit einem Antrieb enuprechend den Verlauf der Schnittkante (-spur) synchron positioniert werden können. Der dafür notwendige technische undFor cutting, several layers of fabric η> 20 are displaceable on a brush-like support by means of an air vacuum. The cut is controlled horizontally by a cutting program using a knife that moves vertically in a jerking motion. After the blank has been finished, the foils, tl'io the porous Stoffiagen to seal their environment and press under vacuum to the pad to remove. According to the previous technology, the cut shapes are marked. The complex manual handling can be omitted if all cut forms are stored and transported in accordance with their coded container. The automated clearing of the blank table of in-plane limber cutting forms can be carried out with one or more robots. Dsr Gripper for the handling of fabric layers is a compact unit; however, it divides me into several levels in which the functional elements are attached to the control of two gripping fingers. The first plate 1 is Pinerseitt on flange or interchangeable mechanism with the wrist dos robot? and on the other hand with four guide pins 5 with compression springs 6 with dor lower second plate 2 - the thumb surface - firmly connected. The movable miniere third plate 3 is pressed by the four biased »compression springs 6 on the guide pin 5 in its normal position. The third plate 3, on which the funkiiunöi'en elements - gripper fingers, consisting of rod 9 and rectangularly attached support elements 10 - is moved in the direction of dor four guide pin 5 by a lifting cylinder 4 without tilting against the action of the compression springs β. With the drive of the lifting cylinder 4, fixed to the first plate 1, the third plate 3 is moved by about 30mm, so that due to the structural design, the two aligned in the direction of the cutting track support elements 10 of the gripper fingers led through the vertical section plane into the brush layer become. The two L-shaped gripper fingers are on the third plate 3 via bushes in the axial direction without sliding around its axes rotatably mounted - fixed bearing -, in the second plate 2 they are guided in sliding bushes. From a DC motor 7 via a worm gear 8.1; 8.2, which is encapsulated by a housing and fixed to the third plate 3, the support members 10 of the Greifringer are synchronously circularly moved in the horizontal plane to align them according to the cutting track. This synchronous movement of the gripping fingers is achieved in that on the worm 8.1 symmetrically two worm wheels 8.2 are engaged. The distance can be adjusted with i * vei eccentric bearing bushes 16, in which the gripping finger is stored and guided, so that the engagement between the worm wheels S.2 and screw 8.1 is free of play. After adjustment, the eccentric bushings 16 are fixed to the plate 3. Worm wheel 8.2 and rod 9 of the gripper finger are detachably connected to a special flange 15, to which the switching cam for limit switch 14 or correspondingly for other switching elements of the desired positions of the gripper finger are easy to fix. This arrangement of limit switches is sufficient for sectional shapes, which have two straight edges of a length I> 80 mm for small ones, and for large diagonally arranged ones. If there is a requirement that the gripper can also be used for handling cuts which have a straight cutting edge, then a corresponding measuring system must be used for positional positioning of the support elements 10 of the gripper fingers. In general, an iotatoriechor incremental encoder fulfills this requirement. During the gripping process for such sectional shapes, the symmetry axis of the gripper is aligned over a vertex uer cutting edge so that the support elements 10 of the gripper fingers with a drive enuprechend the course of the cutting edge (lane) can be synchronously positioned. The necessary technical and
steuerungsmäßige Aufwand für solche exotischen Schnittformen ist relativ hoch. Mit z.B. zwei Endschaltern 14 wird die Bewegung und Drehrichtung des Gleichstrommotors 7 ebenfalls gesteueit und die Position des Tiagelementes 10 des Greiffingers erkannt. Im Festlager der Greiffinger- dritte Platte 3 - und in den Greiffingern sind Kanäle 11 sowie im Konusende der konisch nach unten ausgebildeten Trägelemente 10 Lüsen 12 für die Druckluft so angeordnet, daß sie ein einfaches Schließ·/ öffnungswentil ergeben. Durch dieses Ventil kann eine Druckluft von ρ = 0,210exp 5 Pascal nur dann strömen, wenn das Tragelement 10 des Greiffingers in Richtung der Schnittspur ausgerichtet ist. Mit dieser Luftdusche wird der enge Schnittspalt in der Stofflage aufgeweitet, um den Widerstand beim Durchführen der Greiffinger zu minimieren. Mit zwei Luftdüsenzeilen 13, die nach dem Düsen-Prallplatten-System und in der zweiten Platte 2 außerhalb des Schwenkbereiche? der Tragelemente 10 auf der verlängerten Verbindungslinie der Schneckenradachsen installiert sind, kann die Schnittspur der Schnittform, unterstützt durch Absuchbewegungen des Roboters, erkannt werden. Da die Luftdüsenzeilen 13 nur bei einem Abstand zur Stofflage von s = 3-5mm funktionieren, ist das Tragelement 10 des Greiffingers hinein in die zweite Plattenebene in eine kreisförmige Aussparu-ig 17, innerhalb derer das Tragelement 10 drehbar ist, zu versenken. Gemäß den Daten erfolgt, wenn erforderlich, eine Positionskorrektur des Greifers und der Greifprozeß kann mit dem Drehen des Greiffingers beginnen.control expense for such exotic cuts is relatively high. With e.g. two limit switches 14, the movement and direction of rotation of the DC motor 7 is also controlled and detects the position of the Tiagelementes 10 of the gripper finger. In the bearing of the gripper fingers third plate 3 - and in the gripper fingers channels 11 and the conical end of the conically downwardly formed support members 10 nozzles 12 are arranged for the compressed air so that they give a simple closing / opening valve. Through this valve, a compressed air of ρ = 0.210exp 5 Pascal can flow only when the support member 10 of the gripper finger is aligned in the direction of the cutting track. With this air shower, the narrow kerf in the fabric layer is widened to minimize drag when passing the gripper fingers. With two air nozzle rows 13, which are after the nozzle flapper system and in the second plate 2 outside the pivoting ranges? the supporting elements 10 are installed on the extended connecting line of the worm wheel axles, the sectional track of the sectional shape, assisted by scanning movements of the robot, can be recognized. Since the air nozzle rows 13 only function at a distance to the fabric layer of s = 3-5 mm, the support element 10 of the gripper finger is to be sunk into the second plate plane into a circular recess 17 within which the support element 10 is rotatable. According to the data, if necessary, a position correction of the gripper takes place and the gripping process can start rotating the gripper finger.
Diese Tragelemente 10 werden längs zur Schnittrichtung der Schnittform, wenn eine gerade Schnittspur von I > 80mm gegeben ist, positioniert und mittels pneumatischen Antriebs des Hubzylinders 4 durch die vertikale Schnittebene bis in die bürstenartige Auflage des Zuschriittisches hineingeführt und anschließend werden die Greiffinger und damit auch das Tragelement 10 synchron senkrecht zur Schnittrichtung um 90 Grad gedreht. Danach kann das Tragelement 10 des Greiffingers an die Stofflagen unterhalb der zu handhabenden Schnittform geführt und der erforderliche Anpreßdruck an die zweite Platte 2, die Daumenfläche, der Greifer erzeugt werden.These support elements 10 are along the cutting direction of the sectional shape when a straight cutting track of I> 80mm is positioned and guided by pneumatic drive of the lifting cylinder 4 through the vertical section plane into the brush-like support of the Zuschriittisches and then the gripping fingers and thus the Support member 10 synchronously rotated perpendicular to the cutting direction by 90 degrees. Thereafter, the support member 10 of the gripper finger can be guided to the fabric layers below the sectional shape to be handled and the required contact pressure to the second plate 2, the thumb surface, the gripper are generated.
Nach abgeschlossenem Greifprozeß beginnt die Handhabung der Schnittform: Anfahren der Ablageposition eines mobilen entsprechend kodierton Containers, Zurückführen der Greiffinger in ihre Ausgangsposition. Somit ist die Schnittform abgelegt. In dem nachfolgenden Abiaufplan wird das Abräumen der Schnittformen vom Zuschnittisch dargestellt.After completing the gripping process, the handling of the cut begins: Approaching the storage position of a mobile coded accordingly container, returning the gripper fingers to their original position. Thus, the sectional shape is stored. In the following schedule the clearing of the cut forms from the blank table is shown.
Kennung der SchnittformenIdentification of the cutting forms
Abtasten der Schnittspur mit Luft-Düsen-Zeilen: Spur erkanntScanning the cut track with air nozzle lines: track detected
Greiffinger drehen um 90 Grad: Tragolement längs der Schnittspur ausrichtenGripper fingers turn 90 degrees: Align the support element along the cutting track
Greiffinger durch Schnittebene der Stofflagen absenkenLower the gripper finger through the cutting plane of the fabric layers
Greiffinger senkrecht zur Schnittspur drehenTurn gripper finger perpendicular to the cutting track
Greiffinger anheben, S'.offlagoi. segen Grundplatte pressenRaiffinger lift, S'.offlagoi. bless base plate
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