DD277424A1

DD277424A1 - Adapter fuer den automatischen werkzeugwechsel an industrierobotern

Info

Publication number: DD277424A1
Application number: DD32231888A
Authority: DD
Inventors: Elke Jana
Original assignee: Petrolchemisches Kombinat
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft die flexible Automatisierung von Fertigungsprozessen, die einen oder mehrere Roboter bzw. Handhabevorrichtungen aufweisen. Ziel der Erfindung ist es, ueber einfachste mechanische Kupplungs- und Entkupplungsvorgaenge das Erfassen und Freigeben des Werkzeuges zu ermoeglichen. Somit soll ein Werkzeugwechselsystem geschaffen werden, dass noch einfacher und kostenguenstiger herstellbar ist, als die bekannten. Der Adapter besteht aus 2 Baugruppen, dem zylindrischen Halteteil und dem Kupplungsflansch. Beim Kupplungsvorgang greifen beide Baugruppen ineinander. Dabei wird ein Mechanismus ausgeloest, so dass die Eingriffseinrichtung, die auf dem Halteteil drehbar gelagert ist, mit Hilfe der freiwerdenden Energie einer oder mehrerer Federn beide Baugruppen miteinander verschraubt. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den automatischen Werkzeugwechsel an Industrierobotern und findet Anwendung bei der Automatisierung von Fertigungsprozessen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisherige Werkzeugwechselsysteme beinhalten eine Betätigungseinrichtung zur Ausführung des Werkzeugwechsels, welche am Boden, d. h. an einem generell nicht zur Maschine gehörendem Element, angeordnet oder einem Werkzeugmagazin für die Werkzeuge zugeordnet sind.

Jedem Werkzeug ist somit ein am Boden befindliches Betätigungselement zugeordnet, daß das Werkzeug klemmend erfaßt oder losläßt, jeweils dann, wenn der Roboterarm sich in übereinstimmender Anordnung mit dem Werkzeug selbst befindet.

Bei anderen bekannten Werkzeugwechselsystemen wird eine Spindel des Roboters verwendet, die beide Kupplungsteile der

Werkzeugwechselvorrichtung gegeneinander verschraubt, um die Klemmfassung oder Freigabe des Werkzeuges vorzunehmen, z.B. DE-PS 3421452.

Gemäß DE-OS 3717765 erfolgt über ein Steuermedium, welches die Eingriffszähne für die Verriegelungseinrichtung betätigt, die Erfassung oder Freigabe des Werkzeuges.

Diese Systeme sind in ihrem Aufbau verhältnismäßig kompliziert und mit hohen Kosten verbunden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, über einfachste mechanische Kupplungs- und Entkupplungsvorgänge das Erfassen und Freigeben des Werkzeuges bei hoher Zuverlässigkeit des Werkzeugwechselvorganges zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Dor Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für den automatischen Werkzeugwechsel zu schaffen, mit der Werkzeuge oder Greifer von einem Industrieroboter an beliebigen Stollen eines Workzeugmagazines abgesetzt und wieder aufgenommen werden können, wobei der Kupplungsvorgang im wesentlichen nicht durch das letzte Getriebeglied des Roboters erfolgen soll.

Gemäß der Erfindung besteht das Werkzeugwechselsystem aus:

- einem zylindrichen Halteteil, das am letzten Getriebeglied einer Handhabevorrichtung oder eines Roboters montiert ist und eine auf dem Halteteil drehbar gelagerte Eingriffseinrichtung aufweist, die durch eine oder mehrere Federn vorgespannt wird und durch Sperren, die dem Halteteil zugeordnet sind, in ihrer Position gehalten wird,

- einem Werkzeugmagazin, in dem der Kupplungsflansch verdrehsicher abgelegt wird und sich Gegenelemente für die Eingriffseinrichtung befinden.

Beide zusammenwirkenden Baugruppen sind so gestaltet, daß sie trennbar sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Beispieles und vier Zeichnungen näher erläutert werden:

Fig. 1: zeigt die koaxiale Stellung von Roboter mit montiertem Halteteil und abgelegtem Werkzeug mit montiertem

Kupplungsflansch Fig. 2: Werkzeugmagazin

Fig.3: zylindrisches Halteteil und Eingriffseinrichtung Fig.4: Kupplungsflansch

In der Figur 1 hängt das Werkzeug D mit dem montierten Kupplungsflansch C, fixiert durch einen federnd gelagerten Stift 3a, der in der dafür vorgesehenen Aussparung 3 b des Kupplungsflansches C greift, in dem Werkzeugmagazin E. Die senkrecht gehaltene Hand F des Roboters fährt koaxial über den montierten Kupplungsflansch C, senkt sich ab und taucht dabei definiert in den montierten Kupplungsflansch C ein.

Dabei läuft folgender Vorgang ab: (Figur 3 und 4)

Die federnd gelagerten Sperren 4a, welche dem zylindrischen Halteteil A zugeordnet sind und welche die auf dem zylindrischen Halteteil A drehbar gelagerte Eingriffseinrichtung Bin ihrer durch eine Drehfeder 1 vorgespannte Position halten, indem sie in die dafür vorgesehenen Aussparungen 4 b der Eingriffseinrichtung B greifen, werden durch das Eintauchen des Halteteiles A in den Kupplungsflansch C entsperrt. Die Verdrehsicherung 5a, die dem Halteteil A zugeordnet ist, schiebt sich in die dafür vorgesehene Aussparung 5 b des Kupplüngsflansches C. Die Eingriffseinrichtung B vollzieht durch die freiwerdende Energie der Drehfeder 1 eine Drehbewegung. Die Stifte 6a der Eingriffseinrichtung B gleiten beim Eintauchvorgang in den axial am Umfang angeordneten Führungen 6b des Kupplungsflansches C und beim Freiwerden der Energie der Drehfeder 1 verspannen sie sich in den radial am Umgang angeordneten und mit Steigung versehenen Auslegern 6c der Führungen 6b. Die Pneumatikleitung 9, die durch das Halteteil A und den Kupplungsflansch C führt, wird an ihrer Schnittstelle 10a/10b durch den Rundring 2 abgedichtet.

Die federnd gelagerten Tasten 11a, die dem Haltetoil A zugeordnet und im Hartgewebe 11b eingebettet sind, schließen mit den Kontakten 12a, die dem Kupplungsflansch C zugeordnet und in Hartgewebe 12 b eingebettet sind, den elektrischen und/oder elektromagnetischen Kontakt.

Der Zentrierkegel 7 a, der dem Halteteil A zugeordnet ist und in den Kupplungsflansch C taucht, der eine dem Zentrierkegel 7 a komplementäre Gestalt 7 b an der Stelle besitzt, zentriert die beiden Teile (Halteteil A und Kupplungsflansch C) miteinander.

Der Kupplungsvorgang ist abgeschlossen. Der Roboter fährt mit gekuppeltem Werkzeug D aus dem Werkzeugmagazin E. Dabei wird die Fixierung des Werkzeuges D durch den Stift 3a aufgehoben.

Beim Entkupplungsvorgang fährt der Roboter so in das Werkzeugmagazin E ein, daß die federnd gelagerten Gegenelemente 8a für die Eingriffseinrichtung B beim Absenken in die dafür vorgesehenen Aussparungen 8 b der Eingriffseinrichtung B eingreifen.

Dann vollzieht der Roboter eine Drehung, bei der nur die Eingriffseinrichtung B ihre Lage nicht ändert, bis der Näherungs-Initiator 13 über das Winkelblech 14 schiebt und die Drehbewegung durch ein Signal abbricht. Dadurch wurde die Drehfeder 1 gespannt.

Der Roboter hebt senkrecht die Hand F, bis die Sperren 4a in die dafür vorgesehenen Aussparungen 4 b der Eingriffseinrichtung B greifen und die Eingriffseinrichtung B mit der Drehfeder 1 in dem vorgespannten Zustand halten. Dann vollzieht der Roboter eine weitere, definierte Drehung, damit der federnd gelagerte Stift 3a des Werkzeugmagazins E in den Kupplungsflansch C einrastet.

Das Werkzeug D mit dem montierten Kupplungsflansch C ist nun fixiert abgelegt und der Roboter fährt senkrecht nach oben heraus. Nun ist das Halteteil A für den nächsten Kupplungsvorgang funktionsbereit.

Claims

1. Adapter für den automatischen Werkzeugwechsel mit Bereitstellung von elektrischer und/oder
elektromagnetischer und/oder hydraulischer oder pneumatischer Energie am Werkzeug für
Handhabevorrichtungen bzw. Industrieroboter, welche mindestens horizontale und vertikale
Bewegungen und für das letzte Getriebeglied eine Drehbewegung realisieren können,
gekennzeichnet dadurch, daß er aus zwei zusammenwirkenden, aber trennbaren Baugruppen
besteht:

- einem zylindrischen Halteteil (A), das am letzten Getriebeglied einer Handhabevorrichtung oder eines Roboters oben genannter Art montiert ist und eine auf dem Halteteil (A) drehbar gelagerte Eingriffseinrichtung (B) aufweist,

- einem Kupplungsflansch (C), der eine im wesentlichen zu dem Halteteil (A) mit der
Eingriffseinrichtung (B) komplementäre Form aufweist und an dem ein Werkzeug (D) befestigt
oder als direkter Übergang vom Kupplungsflansch (C) gestaltet ist.

2. Adapter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die drehbar gelagerte Eingriffseinrichtung (B) durch eine oder mehrere Federn (1), die im zylindrischen Halteteil (A) sowie in der
Eingriffseinrichtung (B) angeordnet sind, vorgespannt wird.

3. Adapter nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die mittels Feder(n)(1) vorgespannte Eingriffseinrichtung (B) durch federnd gelagerte Sperren (4a), die dem Halteteil (A) zugeordnet sind und in Aussparungen (4b) der Eingriffseinrichtung (B) einrasten, in ihrer Position gehalten wird.

4. Adapter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im zylindrischen Halteteil (A) sich federnd gelagerte Tasten (11 a) befinden, die beim Kupplungsvorgang mit den Kontakten (12 a) des
Kupplungsflansches (C) die elektrische und/oder elektromagnetische Verbindung schaffen.

5. Adapter nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Tasten (11 a) und die Kontakte (12 a) in isolierendem Material (11b, 12 b) eingebettet sind.