DE10050619B4 - Werkzeugbefestigungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Werkzeugbefestigungsvorrichtung mit einem Werkzeugadapter (1), an dem ein Robotergreiferwerkzeug (3) angebracht ist, und einer Befestigungseinheit (2), die an einem Robotergreifer (4) angebracht ist, und mit der der Werkzeugadapter (1) lösbar verbunden ist, wobei der Werkzeugadapter (1) eine Vielzahl von Verbindungselementen (11) zur verriegelnden Verbindung mit Klauenelementen (26), die an der Befestigungseinheit (2) vorgesehen sind, aufweist, wobei die Befestigungseinheit (2) eine Stange (20), die unter der Wirkung von Luftdruck ausfährt und einfährt, die Vielzahl von Klauenelementen (26), die in regelmäßigen Winkelabständen um eine Achse der Stange (20) angeordnet und in Radialrichtung verschiebbar sind, einen Konvertierungsmechanismus (28) zur Umwandlung einer Ausfahr-/Einfahrbewegung der Stange (20) in Verschiebungsbewegungen der Klauenelemente (26) und verbindende Verriegelungsabschnitte (33) aufweist, die an äußeren Endabschnitten der jeweiligen Klauenelemente (26) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Verriegelungsabschnitte (33) eine geneigte Fläche (33a), die nach unten geneigt ist, während sie sich nach außen erstreckt, und die mit dem Verbindungselement...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Vorrichtungen dienen zur Befestigung eines Werkzeugs, bspw. eines pneumatischen Spannfutters an einem Greifer eines Montageroboters, der in einer automatisierten Montagelinie für elektronische Ausrüstungsgegenstände oder andere Produkte vorgesehen ist.
  • Montageroboter werden in einer automatisierten Montagelinie für elektronische Ausrüstung oder dgl. installiert und ein Werkzeug, bspw. ein pneumatisches Spannfutter, wird an einem Greifer des Montageroboters angebracht, so dass das eine Werkzeug entsprechend der auszuführenden Operation durch ein anderes ausgetauscht werden kann. Eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung zur Befestigung des Werkzeugs an dem Greifer eines solchen Montageroboters besteht üblicherweise aus einem Werkzeugadapter, an dem das Werkzeug angebracht ist, und einer Befestigungseinheit, die an dem Robotergreifer befestigt ist, und an der der Werkzeugadapter lösbar angebracht ist. An der Befestigungseinheit ist ein Paar von Klemmarmen vorgesehen, die durch die Wirkung von Luftdruck und einer Rückführfeder geöffnet und geschlossen werden. An einem zentralen Abschnitt des Werkzeugadapters ist eine Verbindungswelle mit einem Verriegelungsflansch an ihrem oberen Abschnitt vorgesehen. Die Befestigungseinheit und der Werkzeugadapter sind miteinander durch Einklemmen der Befestigungswelle zwischen den Klemmarmen verbunden.
  • Da die Befestigungseinheit und der Werkzeugadapter durch die sich von der Befestigungseinheit erstreckenden Klemmarme und die sich von dem Werk zeugadapter erstreckende Verbindungswelle miteinander verbunden werden, wird die axiale Länge der Befestigungsvorrichtung vergrößert und es ist schwierig, die Dicke der Befestigungsvorrichtung zu reduzieren. Außerdem kann sich eine Achse schräg stellen, da die in der Mitte des Werkzeugadapters positionierte eine Verbindungswelle zwischen den in der Mitte der Befestigungseinheit positionierten Klemmarmen positioniert ist.
  • Andererseits ist es erforderlich, dass eine solche Werkzeugbefestigungsvorrichtung ein erhöhtes Sicherheitsniveau aufweist, so dass der Werkzeugadapter sich nicht löst und von der Befestigungseinheit abfällt, wenn der Luftdruck zum Klemmen unerwarteterweise abfällt.
  • Aus der gattungsgemäßen US 5,294,209 A ist eine Vorrichtung zur Befestigung eines Werkzeugs an einem Arbeitsarm beschrieben, wobei eine Verriegelung durch Betätigung von radial verschiebbaren Stiften erfolgt, die mit Vorsprüngen an dem Halteelement in Eingriff treten. Die Stifte werden über eine konische Stange in Radialrichtung verschoben, wobei die Stange durch Luftdruck mit Hilfe eines Kolbens in einem Zylinderelement auf- und abbewegt wird.
  • Aus der EP 0 508 598 B1 ist eine Befestigungsvorrichtung für Werkzeuge an einem Arm eines Industrieroboters bekannt, wobei eine Kupplungseinheit an dem Roboterarm einen Anschluss für ein Druckluftzufuhrrohr und eine Fluiddurchgangskupplung mit einem Ventilmechanismus aufweist, um bei einer Verbindung mit der Kupplungseinheit des Werkzeugs eine Verbindung herzustellen. Der in der Fluidkupplung vorgesehene Ventilmechanismus weist einen Ventilkörper auf, der durch eine Feder vorgespannt wird, um auf einem Ventilsitz aufzusetzen. Wenn das Werkzeug und der Roboterarm verbunden werden, wird der Ventilkörper entgegen der Federkraft verschoben, so dass eine Fluidverbindung hergestellt wird.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung für Robotergreifer vorzuschlagen, die einen Werkzeugadapter und eine Befestigungseinheit zuverlässig verbinden kann, so dass sich keine Achse schräg stellt und das Werkzeug nicht abfällt, und die eine geringe Dicke und exzellente Verbindungsgenauigkeit und -sicherheit aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
  • Bei der wie oben beschrieben aufgebauten Werkzeugbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung steht, wenn die Stange mit Hilfe von Luftdruck betätigt wird und die Vielzahl von Klauenelemente durch den Konvertierungsmechanismus in Radialrichtung nach außen verschoben wird, die geneigte Fläche des verbindenden Verriegelungsabschnittes an dem äußeren Endabschnitt jedes der Klauenelemente mit dem Verbindungselement des Werkzeugadapters in Eingriff, und das Klauenelement wird weiter verschoben, um das Verbindungselement entlang der geneigten Fläche nach oben zu ziehen. Als Folge hiervon wird der Werkzeugadapter zu der Befestigungseinheit gezogen und mit der Befestigungseinheit verbunden. Während der Werkzeugadapter zu der Befestigungseinheit gezogen wird, wird eine Entfernung von Kernen des Werkzeugadapters und der Befestigungseinheit voneinander korrigiert und der Werkzeugadapter und die Befestigungseinheit werden koaxial und zuverlässig verbunden. Da der Werkzeugadapter und die Befestigungseinheit durch Ineinandergreifen der Vielzahl von Klauenelementen und Verbindungselementen an einer Vielzahl von Punkten verbunden sind, wird keine Schrägstellung der gegenseitigen Achsen erzeugt und eine hohe Verbindungsgenauigkeit erreicht. Durch den Keileffekt der geneigten Flächen wird außerdem die Verbindungskraft wesentlich erhöht.
  • Wenn der Luftdruck zur Verbindung in einem Zustand abfällt, in dem der Werkzeugadapter und die Befestigungseinheit verbunden sind, wird jedes der Klauenelemente durch die Last, die über das Verbindungselement auf die geneigte Fläche wirkt, in Radialrichtung nach innen zurückgedrückt. Der an einer Außenseite der geneigten Fläche und dem Verbindungselement vorgesehene Stopperabschnitt stoppt aber in der Position des Stopperabschnitts, wenn das Verbindungselement die Position erreicht. Daher werden die Verbindungselemente nicht von den Klauenelementen gelöst, so dass ein Herabfallen des Werkzeugadapters zuverlässig verhindert wird.
  • Bei der Werkzeugbefestigungsvorrichtung ist die Vielzahl von Klauenelementen, die in Radialrichtung verschoben werden kann, an der Befestigungseinheit vorgesehen. Die an den Klauenelementen ausgebildeten geneigten Flächen werden mit den Verbindungselementen des Werkzeugadapters verriegelt, und der Werkzeugadapter wird durch die geneigten Flächen keilartig angezogen und verbunden. Daher kann eine axiale Länge und eine Dicke im Vergleich mit einer herkömmlichen Befestigungsvorrichtung, bei der die Verbindung durch Verwendung der Klemmarme und der Verbindungswelle durchgeführt wird, reduziert werden.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Konvertierungsmechanismus eine Nocke, die an der Stange oder dem Klauenelement ausgebildet ist, und eine Nockennut auf, die an dem jeweils anderen Element ausgebildet ist. Die Nocke und die Nockennut sind relativ zu der Achse der Stange geneigt und stehen miteinander in Eingriff, so dass sie in Neigungsrichtung gleiten können.
  • Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen der Werkzeugadapter und die Befestigungseinheit jeweils Luftanschlussab schnitte zum Anschließen ihrer Luftrohrleitungsöffnungen auf. Ein Kontrollventil, das durch eine Feder in Ventilschließrichtung elastisch vorgespannt ist, ist angebracht, und eine Druckstange, die durch eine Feder in solcher Richtung elastisch vorgespannt ist, dass eine Spitze der Druckstange von dem Verbindungsabschnitt an der Befestigungseinheit vorsteht, ist in dem Luftverbindungsabschnitt an der Befestigungseinheit vorgesehen. Die Druckstange wird durch den Werkzeugadapter hineingedrückt, um das Kontrollventil zu öffnen, wenn der Werkzeugadapter und die Befestigungseinheit verbunden sind. Der Werkzeugadapter wird durch die elastische Vorspannkraft der Feder abgehoben, wenn der Werkzeugadapter und die Befestigungseinheit voneinander getrennt sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Werkzeugbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in getrenntem Zustand.
  • 2 ist eine Seitenansicht von 1.
  • 3 ist eine Draufsicht von 1.
  • 4 ist ein Schnitt, bei dem ein Verbindungszustand der Werkzeugbefestigungsvorrichtung in der rechten Hälfte und ein getrennter Zustand in der linken Hälfte dargestellt ist.
  • 5 ist ein Schnitt eines wesentlichen Teiles von 4 in einem anderen Betriebszustand.
  • 6 ist ein Schnitt eines wesentlichen Teiles eines anderen Abschnitts der Werkzeugbefestigungsvorrichtung in einem verbundenen Zustand.
  • 7 ist ein Schnitt in einem getrennten Zustand in 6.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiel
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Werkzeugbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.
  • Wie sich aus den 1 bis 4 ergibt, besteht die Werkzeugbefestigungsvorrichtung aus einem Werkzeugadapter 1, an dem ein Robotergreiferwerkzeug 3, bspw. ein pneumatisches Spannfutter angebracht ist und einer Befestigungseinheit 2, die an einem Robotergreifer 4 angebracht ist, und mit der der Werkzeugadapter 1 lösbar verbunden ist.
  • Der Werkzeugadapter 1 ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, wobei eine untere Fläche des Werkzeugadapters 1 eine Befestigungsfläche 10 ist, an der das Werkzeug 3 angebracht ist. Eine Vielzahl von Verbindungselementen 11 in Form von Stangen zur Verriegelung von Klauenelementen 26 an der Befestigungseinheit 2 sind in regelmäßigen Winkelabständen um eine zentrale Achse an einer oberen Fläche des Werkzeugadapters 1 vorgesehen. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel besteht das Verbindungselement 11 aus einer Walze mit einem kreisförmigen Querschnitt, und zwei walzenförmige Verbindungselemente 11, 11 sind an symmetrisch zueinander liegenden Positionen an gegenüberliegenden Seiten der zentralen Achse vorgesehen. Diese Verbindungselemente 11 sind an ihren gegenüberliegenden Enden drehbar von Lagerelementen 12, 12 gehalten und parallel zueinander in einer Richtung (horizontal) senkrecht zu der zentralen Achse angeordnet, wobei notwendige Lücken zum Einsetzen der Klauenelemente 26 zwischen den Verbindungselementen 11 und der oberen Fläche des Werkzeugadapters 1 vorgesehen sind.
  • Die Verbindungselemente 11 können aber auch fest angebracht sein. Die Verbindungselemente 11 müssen nicht notwendigerweise Walzen mit kreisförmigem Querschnitt sein, sondern sie können auch eine halbzylindrische Form oder andere Formen aufweisen, solange die Abschnitte der Verbindungselemente 11, die mit den Klauenelementen 26 in Kontakt stehen, glatte gekrümmte Flächen haben.
  • Andererseits weist die Befestigungseinheit 2 ein Gehäuse 13 von kurzer säulenförmiger Gestalt auf. Das Gehäuse 13 besteht aus einem ersten Element 13a mit einer Zylinderbohrung 14 und einem scheibenförmigen zweiten Element 13b zum Verschließen einer Öffnung in einer unteren Fläche des ersten Elements 13a. Eine obere Fläche des ersten Elements 13a ist eine Befestigungsfläche 15, die an dem Robotergreifer 4 angebracht ist. Ein Pneumatikzylindermechanismus 16 ist in dem Gehäuse 13 angebracht.
  • Der Pneumatik- oder Luftzylindermechanismus 16 besteht aus einem Kolben 19, der in der Zylinderbohrung 14 gleiten kann, und einer Stange 20, deren Basisende mit dem Kolben 19 verbunden ist und deren vorderes Ende aus dem zweiten Element 13b vorsteht. Ein Paar von Druckkammern 22a und 22b, die durch eine Dichtung 21 getrennt werden, sind an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 19 vorgesehen, und die entsprechenden Druckkammern 22a und 22b sind mit einem Paar von Betätigungsöffnungen 23a und 23b verbunden, die sich an einer Seitenfläche des Gehäuses 13 öffnen. Durch Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehender Luft abwechselnd zu und von den entsprechenden Druckkammern 22a und 22b von und zu den Öffnungen 23a und 23b, gleitet der Kolben 19 innerhalb der Zylinderbohrung 14 und die Stange 20 expandiert und kontrahiert synchron mit diesem Gleiten.
  • An einer unteren Fläche des zweiten Elementes 13b des Gehäuses 13 ist eine Vielzahl von (in dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel 2) Verbindungsklauenelementen 26, 26 vorgesehen. Die Klauenelemente 26 weisen einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt auf und sind in regelmäßigen Winkelabständen um eine Achse der Stange 20 angeordnet. Sie sind gleitend in Führungsnuten 27 in dem zweiten Element 13 aufgenommen, so dass die Klauenelemente 26 in Radialrichtung verschiebbar sind. Zwischen den Klauenelementen 26 und der Stange 20 ist ein Konvertierungsmechanismus 28 zum Umwandeln der Ausfahr-/Einfahrbewegung der Stange 20 in Verschiebungsbewegungen der Klauenelemente 26 vorgesehen.
  • Der Konvertierungsmechanismus 28 ist vom Nockentyp und besteht aus einer Vielzahl von Nocken 30, 30, die an einer Außenfläche des vorderen Abschnitts der Stange 20 entsprechend den jeweiligen Klauenelementen 26, 26 ausgebildet sind, und Nockennuten 31, die in den Basisabschnitten der jeweiligen Klauenelemente 26 ausgebildet sind und mit den Nocken 30 in Eingriff stehen. Die Nocken 30 und die Nockennuten 31 sind relativ zu der Achse der Stange 20 in der selben Richtung geneigt. Wenn die Stange 20 einfährt, wie es in der linken Hälfte von 4 dargestellt ist, werden die Klauenelemente 26 durch die jeweiligen Nocken 30 angezogen und in dem Gehäuse 13 nach innen verschoben. Wenn die Stange 20 aus diesem Zustand ausfährt, wie es in der rechten Hälfte von 4 gezeigt ist, werden die Klauenelemente 2G durch die jeweiligen Nocken 30 gedrückt und in dem Gehäuse 13 nach außen verschoben.
  • Verbindende Verriegelungsabschnitte 33, die mit den Verbindungselementen 11 an dem Werkzeugadapter 1 verriegelt sind, sind jeweils an äußeren Endabschnitten der Klauenelemente 26 ausgebildet. Der verriegelte Abschnitt 33 weist eine geneigte Fläche 33a auf, die an einer oberen Fläche des Klauenelementes 26 ausgebildet ist und auswärts nach unten geneigt ist. Ein Stopperabschnitt 33b, der aus einer horizontalen oder einer umgekehrt geneigten Fläche, die entgegen der geneigten Fläche 33a geneigt ist, und der mit einer Außenseite der geneigten Fläche 33a verbunden ist, verhindert ein Lösen und Abfallen des Verbindungselementes 11 von dem verriegelten Abschnitt. Eine zweite geneigte Fläche 33c, die an eine Außenseite des Stopperabschnitts 33b anschließt, dient dazu, das verriegelte Element 11 nach oben auf die geneigte Fläche 33a zu ziehen. Durch die Klauenelemente 26 und die Verbindungselemente 11 werden die Verbindungseinheit 2 und der Werkzeugadapter 1 in folgender Weise verbunden und getrennt.
  • Die Befestigungseinheit 2 und der Werkzeugadapter 1 werden nahe zueinander bewegt in einen Zustand, in dem die jeweiligen Klauenelemente 26 durch die Kontraktion der Stange 20 in dem Gehäuse 13 nach innen verschoben sind, wie es in der linken Hälfte von 4 gezeigt ist. Von diesem Zustand wird die Stange 20 ausgefahren, um die Klauenelemente 26 durch die jeweiligen Nocken 30 in dem Gehäuse 13 nach außen zu verschieben, wie es in der rechten Hälfte von 4 gezeigt ist. Als Folge hiervon wird die zweite geneigte Fläche 33c je der der Eingriffsabschnitte 33 zunächst mit dem Verbindungselement 11 verriegelt, um das Verbindungselement auf die geneigte Fläche 33a zu ziehen. Wenn die Klauenelemente 26 sich dann in diesem Zustand weiter nach außen verschieben, weil die Verbindungselemente 11 keilartig entlang der geneigten Fläche 33a gezogen werden, wird der Werkzeugadapter 1 zu einer solchen Position gezogen, dass er gegen die Befestigungseinheit 2 gepresst und mit der Befestigungseinheit 2 verbunden wird.
  • Während der Werkzeugadapter 1 entlang der geneigten Flächen 33a der Vielzahl von Klauenelementen 26 zu der Befestigungseinheit 2 gezogen wird, wird hierbei eine Entfernung von Kernen des Werkzeugadapters 1 von der Befestigungseinheit 2 korrigiert, und der Werkzeugadapter 1 und die Befestigungseinheit 2 werden koaxial verbunden. Weil der Werkzeugadapter 1 und die Befestigungseinheit 2 durch Ineinandergreifen der Vielzahl von Klauenelementen 26 und Verbindungselementen 11 an einer Vielzahl von Punkten verbunden werden, wird keine gegenseitige Schrägstellung von Achsen bewirkt und eine hohe Verbindungsgenauigkeit erreicht. Durch den Keileffekt der geneigten Flächen 33a wird außerdem die Verbindungskraft wesentlich verstärkt.
  • Um den verbundenen Werkzeugadapter 1 der Befestigungseinheit 2 zu trennen, werden die verriegelten Abschnitte 33 durch Einfahren der Kolben 19 und Verschieben der entsprechenden Klauenelemente 2G zu einem inneren Endabschnitt des Gehäuses 13 von den Verbindungselementen 11 getrennt und der Werkzeugadapter 1 kann abgenommen werden (vgl. die linke Hälfte in 4).
  • Wenn der Verbindungsluftdruck in einen Zustand abfällt, in dem der Werkzeugadapter 1 mit der Befestigungseinheit 2 verbunden sind, wird der Werkzeugadapter 1 durch eine Fallverhinderungsfunktion der Stopperabschnitte 33b der verriegelten Abschnitte 33 an einem Herabfallen gehindert. Wie in der rechten Hälfte von 4 gezeigt, wirkt eine Last F aufgrund der Schwerkraft des Werk zeugs 3 in dem verbundenen Zustand über die Verbindungselemente 11 auf die geneigten Flächen 33a der entsprechenden Klauenelemente 26, und die jeweiligen Klauenelemente 26 werden durch eine Komponente Fb der Reaktionskraft Fa nach innen in das Gehäuse 13 gedrückt. Wenn der Luftdruck in der kopfseitigen Druckkammer 22a abnimmt, wird in diesem Zustand jedes der Klauenelemente 26 durch die Komponente Fb der Kraft nach innen zurückgedrückt wie es in 5 gezeigt ist. Wenn das Verbindungselement 11 jedoch eine Position des Stopperabschnitts 33b erreicht, verbleibt lediglich eine vertikale Komponente der Last F, die über das Verbindungselement 11 auf den Stopperabschnitt 33b wirkt, und die Komponente Fb zum Zurückdrücken des Klauenelementes 26 nach innen wird nicht erzeugt. Daher wird eine weitere Verschiebung der Klauenelemente 26 gestoppt und die Verbindungselemente 11 werden nicht von den Klauenelementen 26 getrennt, so dass ein Herabfallen des Werkzeugadapters 1 verhindert wird.
  • Um eine Positionierung beim Verbinden des Werkzeugadapters 1 und der Befestigungseinheit 2 durchzuführen, ist eine Vielzahl von konischen Positionierungsstiften 26 an einer unteren Fläche des Gehäuses 13 der Befestigungseinheit 2 und eine Vielzahl von Löchern 37, in die die Stifte 36 eingesetzt werden, an dem Werkzeugadapter 1 vorgesehen, wie in 6 gezeigt ist.
  • An dem Werkzeugadapter 1 und der Befestigungseinheit 2 sind Luftverbindungsabschnitte 41 und 42 für den Anschluss einer Vielzahl von Luftrohrleitungsöffnungen 39 bzw. 40 in dem Werkzeugadapter 1 und der Befestigungseinheit 2 und elektrische Verbindungsabschnitte 45 und 46 zum Verbinden elektrischer Kontakte 43 und 44 vorgesehen. An dem Luftverbindungsabschnitt 41 der Befestigungseinheit 2 ist, wie aus den 6 und 7 ersichtlich, ein Kontrollventil 48 angebracht, das durch eine Feder 50 in einer solchen Richtung elastisch vorgespannt wird, dass es einen Ventilsitz 49 schließt. Eine hohle Druckstange 41, die durch eine Feder 52 in einer solchen Richtung elastisch vorgespannt wird, dass eine Spitze 51a aus dem Luftverbindungsabschnitt 41 vorsteht, ist in einem Kanal vorgesehen, der jeweils dem Anschluss 39 zugeordnet ist. Die Druckstange 51 ist in einem Zustand, in dem ein Basisende 51b von dem Kontrollventil 48 abgehoben ist, und in dem die Spitze 51a aus dem Verbindungsabschnitt 41 vorsteht, wenn der Werkzeugadapter 1 nicht mit der Befestigungseinheit 2 verbunden ist. Wenn der Werkzeugadapter 1 angeschlossen ist, wird die Druckstange 51 durch den Werkzeugadapter 1 hineingedrückt, um das Kontrollventil 48 hoch zudrücken und dadurch den Ventilsitz 49 zu öffnen. Um den Werkzeugadapter 1 von der Befestigungseinheit 2 zu trennen, kehrt die Druckstange 41 durch die elastische Vorspannkraft der Feder zu der vorstehenden Position zurück und unterstützt das Trennen des Werkzeugadapters 1 von der Befestigungseinheit 2. Daher ist es möglich, das Werkzeug 3 beim Austausch zuverlässig von der Befestigungseinheit 2 zu lösen, auch wenn das extrem leichtgewichtige Werkzeug 3 verwendet wird.
  • Die Vielzahl von Klauenelementen 26, die in Radialrichtung verschoben sind, sind an der Befestigungseinheit 2 vorgesehen. Die geneigten Flächen 33a, die an den Klauenelementen 26 ausgebildet sind, sind mit den Verbindungselementen 11 des Werkzeugadapters 1 verriegelt. Der Werkzeugadapter 1 wird durch die Keilwirkung der geneigten Flächen 33a in der Werkzeugbefestigungsvorrichtung nach oben gezogen und angeschlossen. Dadurch kann eine axiale Länge und eine Dicke im Vergleich mit der herkömmlichen Befestigungsvorrichtung, bei der der Anschluss durch die Klemmarme und die Verbindungswelle durchgeführt wird, reduziert werden.
  • Obwohl bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel zwei Verbindungselemente 11 und zwei Klauenelemente 26 vorgesehen sind, können auch drei oder mehr Verbindungselemente 11 und Klauenelemente 26 vorgesehen sein.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann die Werkzeugbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Werkzeugadapter und die Befestigungseinheit ohne Schrägstellung der Achse oder Herabfallen des Werkzeugs zuverlässig verbinden. Außerdem weist sie eine geringe Dicke und hervorragende Verbindungsgenauigkeit und -sicherheit auf.

Claims (3)

  1. Werkzeugbefestigungsvorrichtung mit einem Werkzeugadapter (1), an dem ein Robotergreiferwerkzeug (3) angebracht ist, und einer Befestigungseinheit (2), die an einem Robotergreifer (4) angebracht ist, und mit der der Werkzeugadapter (1) lösbar verbunden ist, wobei der Werkzeugadapter (1) eine Vielzahl von Verbindungselementen (11) zur verriegelnden Verbindung mit Klauenelementen (26), die an der Befestigungseinheit (2) vorgesehen sind, aufweist, wobei die Befestigungseinheit (2) eine Stange (20), die unter der Wirkung von Luftdruck ausfährt und einfährt, die Vielzahl von Klauenelementen (26), die in regelmäßigen Winkelabständen um eine Achse der Stange (20) angeordnet und in Radialrichtung verschiebbar sind, einen Konvertierungsmechanismus (28) zur Umwandlung einer Ausfahr-/Einfahrbewegung der Stange (20) in Verschiebungsbewegungen der Klauenelemente (26) und verbindende Verriegelungsabschnitte (33) aufweist, die an äußeren Endabschnitten der jeweiligen Klauenelemente (26) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Verriegelungsabschnitte (33) eine geneigte Fläche (33a), die nach unten geneigt ist, während sie sich nach außen erstreckt, und die mit dem Verbindungselement (11) in Eingriff tritt, um den Werkzeugadapter (1) keilartig anzuziehen, und einen Stopperabschnitt (33b) aufweist, der mit der geneigten Fläche (33a) verbunden ist, um bei einem Luftdruckabfall ein Herabfallen des Verbindungselementes (11) von dem Verriegelungsabschnitt (33) zu verhindern, dass jeder Stopperabschnitt (33b) eine horizontale Fläche oder eine umgekehrt, entgegen der geneigten Fläche (33a) geneigte Fläche aufweist, wobei eine nach innen gerichtete Komponente der Kraft der Last, die über jedes der Verbindungselemente (11) auf jedes der Klauenelemente (26) wirkt, in einer Position des Stopperabschnitts (33b) aufgehoben wird.
  2. Werkzeugbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konvertierungsmechanismus (28) eine Nocke (30), die an der Stange (20) oder dem Klauenelement (26) ausgebildet ist, und eine an dem jeweils anderen Element ausgebildete Nockennut (31) aufweist, und dass die Nocke (30) und die Nockennut (31) relativ zu der Achse der Stange (26) geneigt sind und miteinander in Eingriff stehen, so dass sie entlang dieser Neigung gleiten können.
  3. Werkzeugbefestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugadapter (1) und die Befestigungseinheit (2) jeweils Luftanschlussabschnitte (41, 42) für den Anschluss ihrer Luftrohrleitungsöffnungen (39, 40) aufweisen, dass ein Kontrollventil (48), das durch eine Feder (50) elastisch in einer Ventilschließrichtung vorgespannt ist, angebracht ist, und dass eine Druckstange (51), die durch eine Feder (52) in einer solchen Richtung elastisch vorgespannt ist, dass ein vorderes Ende (51a) der Druckstange (51) aus dem Verbindungsabschnitt an der Befestigungseinheit (2) vorsteht, in dem Luftverbindungsabschnitt (41) an der Befestigungseinheit (2) vorgesehen ist, dass die Druckstange (51) durch den Werkzeugadapter (1) hineingedrückt wird, um das Kontrollventil (48) zu öffnen, wenn der Werkzeugadapter (1) und die Befestigungseinheit verbunden sind, und dass der Werkzeugadapter (1) durch die elastische Vorspannkraft der Feder getrennt wird, wenn der Werkzeugadapter (1) und die Befestigungseinheit (2) voneinander getrennt werden.
DE10050619A 1999-10-18 2000-10-12 Werkzeugbefestigungsvorrichtung Expired - Lifetime DE10050619B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-295966 1999-10-18
JP29596699A JP4186146B2 (ja) 1999-10-18 1999-10-18 ロボットハンド用ツール取付装置

Publications (2)

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DE10050619A1 DE10050619A1 (de) 2001-04-26
DE10050619B4 true DE10050619B4 (de) 2006-03-16

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