DD279633A1

DD279633A1 - Greiferfuehrungswechselanordnung

Info

Publication number: DD279633A1
Application number: DD32544789A
Authority: DD
Inventors: Helmut Hirschmann; Volker Eberhardt
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1989-02-02
Filing date: 1989-02-02
Publication date: 1990-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greiferfuehrungswechselanordnung fuer Handhabeeinrichtungen, Manipulatoren und Industrieroboter. Bei der mit einem Greiferfuehrungssystem sowie einer Koppelstelle zur Trennung eines Kraft- und Signalflusses zu einem Greifer versehenen Anordnung ist erfindungsgemaess die Koppelstelle im Greiferfuehrungssystem angeordnet. Die Koppelstelle teilt dabei das Greiferfuehrungssystem in einen mit mindestens einem Greifer fest verbundenen Greiferarm und ein gestellfestes Greiferfuehrungsende, die kraft- und formschluessig miteinander verbunden sind. Im Greiferarm ist eine zur Greiferarmlaengenvariation dienende feststellbare Linearvorschubeinheit angeordnet. Die Greiferfuehrungswechselanordnung verbessert die Multivalenz sowie Flexibilitaet eines Greiferfuehrungssystems bei Verringerung des Umruestaufwandes der Anordnung sowie Massereduzierung des Gesamtsystems. Unter Beibehaltung der raeumlichen Anordnung eines Greiferfuehrungssystems werden Handhabevorgaenge von Werkstuecken, die sich in ihren Abmessungen extrem unterscheiden, moeglich. Fig. 2

Description

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Multi valenz sowie Flexibilität eines Greiferführungssystems bei Verringerung des Umrüstaufwandes der Anordnung sowie Massereduzierung des Gesamtsystems zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greiferführungswechselanordnung für Handhabeeinrichtungen, Manipulatoren und Industrieroboter zu entwickeln, die unter Beibehaltung einer räumlichen Anordnung eines Greiferführungssystems Handhabevorgänge von Werkstücken, die in ihren Abmessungen sich extrem unterscheiden, ermöglicht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Greiferführungswechselanordnung, bestehend aus einem Greiferführungssystem und einer Koppelstelle zur Trennung eines Kraft- und Signalflusses zu einem Greifer mit mindestens einem Formschluß- und einem Halteelement sowie Leitungskoppelgliedern, dadurch gelöst, daß die Koppelstelle im Greiferführungssystem angeordnet ist, die Koppelstelle des Greiferführungssystems in einem mit mindestens einem Greifer fest verbundenen Greiferarm und ein gestellfestes Greiferführungsende unterteilt, die Verbindung zwischen Greiferarm und Greiferführungsende kraft- und formschlüssig ausgebildet ist und im Greiferarm eine zur Greiferarmlängenvariation dienende feststellbare Linearvorschubeinheit angeordnet ist. Bedingt durch die Anordnung der Koppelstelle im Greiferführungssystem entfällt eine gesonderte Koppelstelle mit Adaptern zum Wechseln einos Greifers, ria unter Beibehaltung der räumlichen Anordnung des Greiferführungssystems lediglich ein Wechsel des mit den Greifern versehenen Greiferarmas vorgenommen wird, um beispielsweise H^- ndhabungen in veränderten Arbeitsbereichen bzw. Werkstücke bzw. Werkzeuge mit veränderten Abmaßen aufzunehmen. Weiterhin kann durch die Anordnung der Linearvorschubeinheit im Greiferarm der Arbeitsbereich ohne Wechsel des Greiferführungss>ystems variiert werden.

Ausführungsbeispiel

In zwi nachstehenden Ausführungsbeispielen soll die erfindungsgemäße Greiferführungswechselanordnung näher erläutert werden. Dabei zeigen

Fig. 1: Anordnungstechnischer Gesamtaufbau Fig.2: koppelstelle im Greiferführungssystem Fig.3: Greiferarm.

si' ihrungsbeispiel 1:

Figur 1 zeigt einen Industrieroboter 1, welcher eine 350°-Achse 2 und eine 270°-Achse 3 besitzt. Am Gi eiferführungsende 5 der 270"-Achsenkonfiguration befindet sich ein angeflanschter Greiferarm 6 mit Greifern 7 und 8 an den jeweiligen stirnseitigen Enden, so daß eine Koppelstelle zwischen zwei Teilelementen eines Greiferführungssystems gebildet wird. Der Greiferarm 6 ist um 180° schwenkbar und besitzt eine Koppelfläche 9, an der eine An- bzw. Abkopplung des Greiferarmes 6 an die 270°- Achsenkonfiguration vorgenommen werden kann. In Abhängigkeit von der Manipulationsöufgabe kann beispielsweise ein kürzerer Greiferarm 10, mit Greifern 11 und 12 versehen, angekoppelt werden.

In Figur 2 ist die Koppelstelle zwischen dem Greiferarm 2 und dem Greiferführungssystem 4 näher dargestellt. Das Greiferführungsende 5 besitzt eine keglige Koppelfläche 13, in der die adäquate Koppelfläche 9 des Greiferarmes 6 positioniert ist. Dabei wird über Koppelglieder 14 und 15 eine Getriebeverbindung zwischen Antriebsmotoren 16 und 17, einem Antriebsrad 18 und einem Ankoppelgetriebe 19 hergestellt.

Im Greiferarm 6 befindet c ain verstellbarer Linearantrieb 20, der über eine Zahnstange 21 verstellbar ist. Am Greiferarm 6 befindet sich der Greifer 7, welcher ein Werkstück 22 erfaßt und mit einem Stempel 23 gegen eine Druckfeder 24 öffnet und schließt und von einem Pneumatik;.ylinder 25 angetrieben wird.

Ausführungsbeispiel 2:

In Figur 3 ist ein Greiferarm 26 dargestellt, welcher eine gleichartig zur Koppelfläche 9 des Greiferarmes 6 ausgebildete Koppelfläche 25 aufweist. In ähnlicher Weise sind die Koppelglieder 28 und 29 wie die Koppelglieder 14 und 15 gestaltet. Im Greiferarm 26 ist eine Linearvorschubeinheit 30 montiert, die vom Koppelglied 29 über ein Antriebsrad 31 und eine Zahnstange 32 angetrieben wird. In der Linearverstelleinheit 30 befindet sich ein Antrieb 35, mit welchem beispielsweise ein Schraubvorgang eines Werkzeuges 36 bewirkt wird, welches in eine Schraube 27 eingreift. Die Schraube 37 wird dabei von einer festen Greiferbuchse 38 positioniert und gehaltert.

Bei Manipulationsaufgaben mit sehr unterschiedlichen Ortsveränderungen der zu transportierenden Gegenstände auf der Basis eines nichtortsveränderiichen Manipulators kann an der Koppelstelle ein der Arbeitsaufgabe angepaßter Greiferarm gewechselt werden.

Claims

Greiferwechselführungsanordnung, bestehend aus einem Greiferführungssystem und einer Koppelstelle zur Trennung eines Kraft- und Signalflusses zu einem Greifer mit mindestens einem Formschluß- und einem Halteelement sowie Leitungskoppelgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstelle im Greiferführungssystem (4) angeordnet ist und das Greiferführungssystem (4) in einen mit mindestens einem Greifer (7) fest verbundenen Greiferarm (6) und ein gestellfestes Greiferführungsende (5) unterteilt, die Verbindung zwischen Greiferarm (6) und Greiferführungsende (5) kraft- und formschlüssig ausgebildet ist und ein Greiferarm (6) eine zur Greiferarmlängenvariation dienende feststellbare Linearvorschubeinheit (30) angeordnet ist.

Hierzu
2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Greiferführungiswechselanordnung für Handhabeeinrichtungen, Manipulatoren und Industrieroboter, die im Maschinenbau, der Feingerätetechnik, dem Fahrzeug- und AnIi genbau sowie im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt werden kann. Besondere Einsatzgebiete sind die Teilefertigung sowie die Montage von Einzelteilen und Baugruppen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sine Manipulatoren und Roboteranordnungen, bei denen Mittel und Möglichkeiten vorgesehen sind, Greifer und/oder Greiferelemente bzw. Werkzeuge zu wechseln. Dieser Wechsel ist auf Grund unterschiedlicher Manipulationsprozesse und -Objekte notwendig. Bei Wechsel des Produktionszyklus und/oder des -sortimentes sind andersartige Greifoperationen, Bearbeitungsoperationen oder andere Manipulationen ebenfalls notwendig. Dabei sind Anordnungen realisiert worden, bei denen nur Greiferfüger (DD-WP 239755) bzw. Greiferbacken (EP 0198378) gewechselt werden und Anordnungen, bei denen der gesamte Greifer (DD-WP 245153, EP 0155362) gewechselt wird. Anordnungen, bei denen ein Montagewerkzeug unterschiedlicher Ausführung bzw. wahlweise ein Greifer angekoppelt werden kann, sind ebenfalls beschrieben (DF-OS 3605590). Weiterhin sind verschiedene Wsrkzeugwechselvorrichtungen für Roboter (EP 0227231, DE-OS 3514167, DE-OS 3433311, DE-OS 3421452, DE-PS 35326G7, WO 87/04653) bzw. Werkzeugmaschinen (DE-PS 3432942) bekannt. Einige Anordnungen basieren auf einer Kopplungsmöglichkeit mit einem Schnellanschluß von Werkzeugen an Handhabungsgeräte (DD-WP 252288, EP 0231411) bzw. mit speziellen Meßanordnungen zur positionsgerechten Justierung (DE-OS 3306840). Die Wechselnden betragen für Greifer zwischen 5 und 8s. Die angegebenen bekannten Anordnungen basieren auf einer Trenn- bzw. Koppelstelle an einer Greiferfü'irungsstelle, die die stirnseitige Endbegrenzung der Greiferführungseinheit repräsentiert. Diese Endbegrenzung ist so ausgeführt, daß eine ambulante kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen Greiferführung und Greifer sowie eine Kopplung von Energie- und Signalzuführung und -abführung für Steuerungsprozesse und Sensorik erreicht wird und weiterhin eine Ver- bzw. Entsorgung für Medien, die verarbeitet werden bzw. bearbeitet werden, realisiert wird. Nachteilig bei den angegebenen Lösungen ist der Umstand, daß die Greiferführungskonfiguration nicht verändert werden kann jnd gestellfeste Kopplungsstallen entstehen. Damit wird die Möglichkeit einer Anpassung des Manipulators bzw. fr· "'ustrieroboters an verschiedene geometrisch andersartige Arbeitsräume erschwert bzw. für einige Anwendungsfälle eingeschränkt oder niet ' zugelassen. Dies trifft insbesondere für die Arbeitsoperationen von Manipulatoren mit Linearführungselementen des Greiferfuhrungssystems zu. Anordnungen, die auf Grundlage einer Modulbauweise ι ealisiert worden sind und bei denen eine einfache Montage von Robotern ermöglicht wird bzw. der Bau einer Baukastenreihe von Manipulatoren und Robotern (EP 0208133,JP-PS 60-200:115) beseitigen den Nachteil einer eingeschränkten Flexibilität in gewisser Weise, bei in der Fertigung eingesetzten Robotern ist ?\n Modulaustausch aber aufwendig und uneffektiv. Nur bei einem gern re' en Wechsel des Produktionssortiments mit damit verbundenen Umbauten, die länger dauern als normale Schichtrhythmusdauer, ist ein Wechsel zu vertreten. Weiterhin sind Manipulatoren bekannt, bei denen eine veränderliche Roboterarmstruk ur ausgebildet ist (WO 86/00847) und Anordnungen, wie z. B. ein Mehrfachgreiferkopf mit veränderlicher Handhabungspositi η (DD-WP 240519), bei derein Mehrfach-Zweistellengetriebe mit Gleitsteinkombination die unterschiedliche Greiferkopfposition realisiert. Bei diesen Anordnungen ist es von Nachteil, daß die Größe des Roboterführungssystems einerseits bzw. der Arbeitsraum (d. h. die notwendige Raumgröße zur Manipulation des Greifers) nicht bzw. nicht beliebig reüczierbar ist und damit die Multivalenz solcher Anordnungen eingeschränkt wird. Dies trifft ebenfalls für Einrichtungen zu, die z. B. in der DE-PS 3340084 angegeben sind. Diese Einrichtungen basieren auf einer Bauteilpositionierung (Greiferpositionierung mit Lineareinheiten in Verbindung mit ortsfesten Werkstückhslteanordnungen). Die Modifizierung (Umrüstung) auf unterschiedliche Arbeitsorts ist nur innerhalb des Arbeitsbereiches der Lineareinheit (meist wird eine Achse im wesentlichen beschränkend sein} möglich. Der Platzbedarf ist verhältnismäßig groß und die Flexibilität gering.

Bekannte Anordnungen, wie z. B. in der SE-PS 8402689, SE-PS 8402692 angegeben, bei denen eine Greiferbewegung mittels kardamischer Zwischengetriebeausführung ermöglicht wird, sichern durch eine schnell ansteuerbare Pendelbewegung kurze Taktzeiten, aber nicht oder nur mit hohem Umrüstungsaufwand ist ein Greiferwechsel möglich. Dies trifft auch für Roboter zu, deren Greiferführungssystem auf Basis von Kegelradgetrieben eine Beweyungsumlenkung realisiert, wie z. B. in der JP-PS 83-242696 angegeben bzw. EP 0226594, bei der ein !lobotergelenk mit einem elektrischen Antriebsmotor integriert ist.