DE10121344A1 - Zum Greifen von Gegenständen ausgebildete Greifvorrichtung - Google Patents

Zum Greifen von Gegenständen ausgebildete Greifvorrichtung

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Abstract

Eine zum Greifen von Gegenständen, beispielsweise Kraftfahrzeugscheiben oder Karosserieteilen, mittels eines Roboterarmes ausgebildete Greifvorrichtung hat einen Träger mit zumindest einem Sauggreifer (6), der einen die Position des gegriffenen Gegenstandes festlegenden Anschlag (18) aufweist. Dieser Anschlag (18) ist in Greifrichtung relativ zu dem Träger verschieblich angeordnet und durch eine motorisch betätigbare Klemmvorrichtung (21) nach einem festgelegten Hub entgegen der Greifrichtung in der jeweiligen Position fixierbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine zum Greifen von Gegenständen, beispielsweise Kraftfahrzeugscheiben oder Karosse­ rieteilen, mittels eines Roboterarmes, ausgebildete Greifvorrichtung, welche einen Träger mit mehreren Saug­ greifern hat, die jeweils einen elastischen, auf den zu greifenden Gegenstand aufsetzbaren, mit Unterdruck beauf­ schlagbaren, tassenartigen Saugkörper und einen die Posi­ tion des gegriffenen Gegenstandes festlegenden Anschlag aufweist.
Greifvorrichtungen der vorstehenden Art werden beispiels­ weise bei der Kraftfahrzeugfertigung zur automatischen Scheibenmontage eingesetzt. Dabei tritt das Problem auf, dass solche Scheiben zwar im Bereich ihrer mit einem Scheibenflansch einer Fensteröffnung des Kraftfahrzeugs zu verklebenden Außenkontur relativ maßgenau sind, im üb­ rigen Bereich jedoch hinsichtlich ihrer Wölbung relativ stark voneinander abweichen. Das kann beim Greifen der Scheibe mit solchen Greifvorrichtungen dazu führen, dass die Scheiben im gegriffenen Zustand unerwünscht stark ge­ bogen werden, weil beispielsweise zwischen zwei die Scheibe berührenden Anschlägen ein Anschlag erheblichen Abstand von der Scheibe hat und die Scheibe dann bei Un­ terdruckbeaufschlagung auch gegen diesen Anschlag gezogen wird. Das kann dazu führen, dass die Scheibe nach dem An­ drücken gegen den Scheibenflansch und Entfernen der Greifvorrichtung die Tendenz hat, in ihre ursprüngliche Form zurückzuspringen, was zu einem teilweisen Lösen von dem Scheibenflansch führen kann.
Wenn man mit einer Greifvorrichtung unterschiedliche Scheiben greifen will, dann ist es erforderlich, die An­ schläge der Greifvorrichtung umzurüsten. Müssen rasch hintereinander verschiedene Scheiben gegriffen werden, dann ordnet man hierzu an der Greifvorrichtung für die verschiedenen Scheiben verschieden eingestellte Anschläge an und schwenkt die jeweils nicht benötigten Anschläge in eine beim Greifen nicht störende Position. Auch bei sol­ chen Greifvorrichtungen ist der Wechsel zwischen ver­ schiedenen Scheiben umständlich und nicht automatisch durchzuführen. Weiterhin ist eine Anpassung an unter­ schiedliche Scheibentoleranzen nicht möglich.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Greifvor­ richtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie automatisch unterschiedliche Toleranzen der zu grei­ fenden Gegenstände auszugleichen vermag, ohne beim Trans­ port des Gegenstandes diesen zu verformen und welche in der Lage ist, unterschiedliche Gegenstände ohne Umrüstar­ beit zu greifen.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Anschlag in Greifrichtung relativ zu dem Träger ver­ schieblich angeordnet ist und eine motorisch betätigbare Klemmvorrichtung zum Fixieren des Anschlags nach einem festgelegten Hub entgegen der Greifrichtung aufweist.
Bei einer solchen Greifvorrichtung können sich die An­ schläge automatisch der jeweiligen Kontur des zu greifen­ den Gegenstandes anpassen, indem sie sich bei Berührung des Gegenstandes zunächst geringfügig in Richtung des Trägers bewegen und erst geklemmt werden, wenn die Greif­ vorrichtung ihre Übernahmeposition erreicht hat. Dadurch ist sichergestellt, dass vor der Unterdruckbeaufschlagung alle Anschläge den Gegenstand berühren, so dass es zu keiner Verformung des Gegenstandes bei der Unterdruckbe­ aufschlagung kommen kann.
Die Anschläge müssen in die Nähe der Saugkörper angeord­ net werden, damit keine unzulässig hohen Biegemomente auftreten können. Besonders günstig ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Anschlag jeweils im Inneren des Saugkörpers angeordnet und von dem Saugkörper umschlossen ist. Eine solche Greifvorrichtung ist zudem besonders einfach aufgebaut.
Das Anfahren der zu hebenden Gegenstände und die Erzeu­ gung des geringen Einwärtshubes der Anschläge vor ihrem Klemmen lässt sich mit einfachen Mitteln ermöglichen, wenn der Anschlag durch eine Feder in Greifrichtung vor­ gespannt ist.
Die Klemmvorrichtung kann sehr unterschiedlich gestaltet sein. Besonders einfach ist sie für einen automatischen Betrieb ausgebildet, wenn sie einen von einem druckmit­ telbeaufschlagbaren Betätigungskolben in Klemmstellung gegen einen axial verschieblich geführten Schaft des An­ schlags beweglichen Klemmkörper aufweist.
Die Anschläge werden in der jeweiligen Position form­ schlüssig gehalten, so dass sie große axiale Kräfte über­ tragen können, ohne dass die Gefahr eines Verrutschens relativ zu ihrem Träger besteht, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Schaft im Bereich des Klemmkörpers mit Außengewinde versehen ist und der Klemm­ körper aus zwei Gewindemutterhälften besteht und wenn die Klemmvorrichtung zwei Betätigungskolben hat, welche je­ weils zum Verschieben einer Gewindemutterhälfte vorgese­ hen sind.
Bei Verschleiß ist ein Austausch der Anschläge mit dem Saugkörper und der Klemmvorrichtung möglich, ohne dass die Winkellage der Anschläge und der Saugkörper sich ver­ stellen kann, wenn der Anschlag in einem Führungskörper gehalten ist, der seinerseits lösbar in eine Bohrung ei­ nes verstellbar gehaltenen Kugelkopfes eingesetzt ist.
Besonders einfach und rasch kann der vorgenannte Aus­ tausch erfolgen, wenn der Führungskörper mit einer Schul­ ter von oben her auf dem Kugelkopf aufsitzt und mit die­ sem durch Schrauben lösbar verbunden ist.
Die Überwachung des Hubes des jeweiligen Anschlags vor dem Klemmen dieses Anschlags kann mit sehr einfachen Mit­ teln erfolgen, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Schaft des Anschlags an der dem Saugkörper gegenüberliegenden Seite aus dem Führungskörper heraus­ ragt und an dem Führungskörper ein die Stellung des her­ ausragenden Teiles des Schaftes überwachender Positions­ sensor angeordnet ist.
Sofern aufgrund von Toleranzen beim Anheben eines flachen Gegenstandes ein größerer Saughub erforderlich wird, bei­ spielsweise um Fluchtungsfehler zwischen dem Saugkörper und dem Gegenstand auszugleichen, kann man vorsehen, dass der Saugkörper als Faltenbalg ausgebildet und an dem Füh­ rungskörper befestigt ist.
Wenn besonders große Saugkräfte übertragen werden müssen und die zu hebenden Gegenstände für den Angriff des Saug­ körpers eine ausreichend große, ebene Fläche aufweisen, kann man jedoch auch vorsehen, dass der Saugkörper als Saugteller ausgebildet und an dem Schaft des Anschlages befestigt ist.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zwei davon sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 einen Endbereich eines Roboterarmes mit einer daran befestigten Greifvorrichtung,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Saug­ greifer der Greifvorrichtung,
Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch den Saug­ greifer entlang der Linie III-III in der Fig. 2,
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Sauggreifers.
Die Fig. 1 zeigt einen Endbereich eines Roboterarmes 1, an welchem eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung 2 be­ festigt ist. Diese Greifvorrichtung 2 hat einen an dem Roboterarm 1 befestigten Träger 3, an welchem mehrere Sauggreifer 4, 5, 6 befestigt sind. Diese halten durch Unterdruckbeaufschlagung jeweils eines Saugkörpers 7, 8, 9 einen flachen Gegenstand 10, bei dem es sich beispiels­ weise um eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs handeln kann. Im unteren Bildteil erkennt man in Fig. 1 einen Anschlag 11, der gegen den flachen Gegenstand 10 anliegt, dem je­ doch kein Saugkörper 7, 8, 9 zugeordnet ist.
Die Fig. 2 zeigt gegenüber Fig. 1 stark vergrößert den Sauggreifer 6 als Einzelteil. Dieser hat einen Halter 12, der mit dem in Fig. 1 gezeigten Träger 3 zu verschrauben ist. Von dem Halter 12 wird ein Kugelkopf 13 in unter­ schiedlichen Winkellagen einstellbar und festklemmbar ge­ halten. Der Kugelkopf 13 hat eine durchgehende Bohrung 14, in der zwei miteinander verschraubte Führungskörper 15, 15a von oben her eingesetzt sind. Der obere Führungs­ körper 15a sitzt mit einer Schulter 16 auf dem Kugelkopf 13 auf.
Durch die Führungskörper 15, 15a hindurch führt ein Schaft 17 eines Anschlags 18. Eine Feder 19, welche sich einerseits an dem Anschlag 18, andererseits an der unte­ ren Stirnfläche des unteren Führungskörpers 15 abstützt, spannt den Anschlag 18 in der Zeichnung gesehen nach un­ ten hin vor. Nach oben hin ragt der Schaft 17 aus dem oberen Führungskörper 15a heraus. Die Position dieses herausragenden Bereiches wird von einem Positionssensor 20 überwacht, der an dem oberen Führungskörper 15a befes­ tigt ist.
Der Schaft 17 des Anschlags 18 ist mittels einer in dem oberen Führungskörper 15a angeordneten, pneumatischen Klemmvorrichtung 21 in der jeweiligen Stellung relativ zu dem Führungskörper 15a zu klemmen. Hierzu hat die Klemm­ vorrichtung 21 gegenüberliegend jeweils einen Betäti­ gungszylinder 22 mit einem Betätigungskolben 23, der ei­ nen Klemmkörper 24 gegen den Schaft 17 zu pressen vermag. Zur Erzielung eines Formschlusses bei der Klemmung hat der Schaft 17 im Klemmbereich ein Außengewinde 25, während der Klemmkörper 24 mit einem Innengewinde 26 ver­ sehen ist.
Die Fig. 2 lässt weiterhin erkennen, dass der Schaft 17 und der Anschlag 18 koaxial zu dem Saugkörper 9 angeord­ net ist, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform um einen Faltenbalg handelt.
Die Fig. 3 zeigt, dass die Klemmvorrichtung 21 einander gegenüberliegend zwei Betätigungskolben 23, 23a aufweist. Entsprechend besteht der Klemmkörper 24 aus zwei Gewinde­ mutterhälften 27, 28.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Saugkörper 7 als Saugteller ausgebildet und im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform nicht am Führungskörper 15 sondern an dem Schaft 17 befestigt.
Bezugszeichenliste
1
Roboterarm
2
Greifvorrichtung
3
Träger
4
Sauggreifer
5
Sauggreifer
6
Sauggreifer
7
Saugkörper
8
Saugkörper
9
Saugkörper
10
Gegenstand
11
Anschlag
12
Halter
13
Kugelkopf
14
Bohrung
15
,
15
a Führungskörper
16
Schulter
17
Schaft
18
Anschlag
19
Feder
20
Positionssensor
21
Klemmvorrichtung
22
Betätigungszylinder
23
,
23
a Betätigungskolben
24
Klemmkörper
25
Außengewinde
26
Innengewinde
27
Gewindemutterhälfte
28
Gewindemutterhälfte

Claims (10)

1. Zum Greifen von Gegenständen (10), beispielsweise Kraftfahrzeugscheiben oder Karosserieteilen, mittels ei­ nes Roboterarmes (1), ausgebildete Greifvorrichtung (2), welche einen Träger (3) mit mehreren Sauggreifern (4, 5, 6) hat, die jeweils einen elastischen, auf den zu grei­ fenden Gegenstand (10) aufsetzbaren, mit Unterdruck be­ aufschlagbaren, tassenartigen Saugkörper (7, 8, 9) und einen die Position des gegriffenen Gegenstandes (10) festlegenden Anschlag (18) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Anschlag (18) in Greifrichtung relativ zu dem Träger (3) verschieblich angeordnet ist und eine motorisch betätigbare Klemmvorrichtung (21) zum Fixieren des Anschlags (18) nach einem festgelegten Hub entgegen der Greifrichtung aufweist.
2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (18) jeweils im Inneren des Saugkörpers (9) angeordnet und von dem Saugkörper (9) umschlossen ist.
3. Greifer nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Anschlag (18) durch eine Feder (19) in Greifrichtung vorgespannt ist.
4. Greifer nach zumindest einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (21) einen von einem druckmittelbeaufschlagbaren Betäti­ gungskolben (23) in Klemmstellung gegen einen axial ver­ schieblich geführten Schaft (17) des Anschlags (18) be­ weglichen Klemmkörper (24) aufweist.
5. Greifer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (17) im Bereich des Klemmkörpers (24) mit ei­ nem Außengewinde (25) versehen ist und der Klemmkörper (24) aus zwei Gewindemutterhälften (27, 28) besteht und dass die Klemmvorrichtung (21) zwei Betätigungskolben (23, 23a) hat, welche jeweils zum Verschieben einer Ge­ windemutterhälfte (27, 28) vorgesehen sind.
6. Greifer nach zumindest einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (18) in einem Führungskörper (15) gehalten ist, der seinerseits lösbar in eine Bohrung (14) eines verstellbar gehaltenen Kugelkopfes (13) eingesetzt ist.
7. Greifer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (15a) mit einer Schulter (16) von oben her auf dem Kugelkopf (13) aufsitzt und mit diesem lösbar verbunden ist.
8. Greifer nach zumindest einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (17) des An­ schlags (18) an der dem Saugkörper (9) gegenüberliegenden Seite aus dem Führungskörper (15a) herausragt und an dem Führungskörper (15a) ein die Stellung des herausragenden Teiles des Schaftes (17) überwachender Positionssensor (20) angeordnet ist.
9. Greifer nach zumindest einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkörper (9) als Faltenbalg ausgebildet und an dem Führungskörper (15) be­ festigt ist.
10. Greifer nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkörper (7) als Saugteller ausgebildet und an dem Schaft (17) des An­ schlages (18) befestigt ist.
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