DE102010054739A1

DE102010054739A1 - Adaptives modulares Baukastensystem einer Handhabungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010054739A1
Application number: DE201010054739
Authority: DE
Inventors: Andreas Reichert; Michael Nagler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung welche schnell durchÄnderung des Abstandes und Winkellage der Strebenkonstruktion an die Bauteilgeometrie angepasst werden kann. Durch die Faserverbundkonstruktion wird eine leichte Konstruktion mit einer hohen Eigensteifigkeit realisiert.

Description

Stand der Technik
Vorrichtungen zur Handhabung von größeren Bauteilen, wie sie z. B. in der Automobilindustrie zur Anwendung kommen sind meist geschweißte Spezialanfertigungen oder Gerüstsysteme die individuell auf das Werkstück angepasst werden. Solche Vorrichtungen werden meist an Industrieroboter angebracht. Ihre Aufgabe ist es die zu manipulierenden Bauteile durch am System angebrachten Greifer oder Vakuumsauger sicher zu halten, sie während der Handhabung nicht zu beschädigen und passgenau zu positionieren bzw. montieren. Weiter müssen diese Handhabungsvorrichtungen eine hohe Eigensteifigkeit aufweisen und leicht sein, damit der Roboter samt Handhabungsvorrichtung mit hohen Geschwindigkeiten verfahren kann, wodurch die Taktzeiten verringert werden.
Modulare Handhabungsvorrichtungen die sich auf dem Markt befinden bestehen meist aus einer Traverse an der Profile oder Rohre angebracht werden. Die Rohre werden mit Hilfe z. B. von Klemmschellen miteinander verbunden und so angeordnet, dass die angebrachten Greifer bzw. Vakuumsauger das Bauteil sicher halten können. Dabei ist der große Nachteil, dass der Aufbau dieser Baukastensysteme sehr kompliziert ist und einzelne Rohre verschachtelt angeordnet werden müssen. Ebenfalls stellt die Verlegung der Kabel ein Problem dar, da diese meist nur einfach mit Kabelbindern an den Streben bzw. Profilen befestigt werden. Diese Systeme sind schwer und ihre Flexibilität zur Anpassung an andere Bauteile kaum realisierbar.
Rohre und Profile haben bei Gerüstsystemen eine zentrale Rolle. Ihre Aufgabe ist es Stabilität in das ganze System zu bringen. Verwendet wird meist Aluminium, aufgrund des geringen Gewichts und Kosten. Neue Dimensionen eröffnet hier jedoch das Verwenden von Faserverbundwerkstoffen. Im Vergleich zu Aluminium profitiert man bei Faserverbundwerkstoffen in fast allen Bereichen, so haben Faserverbundwerkstoffe höhere Festigkeitswerte, einen höheren Elastizitätsmodul und das bei geringerem Gewicht. Bei geringerem Gewicht der Handhabungsvorrichtung können kleinere Industrieroboter verwendet werden, dadurch verringern sich die Anschaffungskosten für den Roboter. Durch den hohen Elastizitätsmodul der Faserbundwerkstoffe schwingt sich die Handhabungsvorrichtung samt Bauteil nicht so stark auf, wodurch eine schnellere präzisere Bauteilposition erfolgen kann. Dadurch wird die Taktzeit verringert und Kosten werden gesenkt.
Offenbarung der Erfindung
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein adaptives modulares Baukastensystem einer Handhabungsvorrichtung zu schaffen, die einen guten Halt für das zu manipulierende Bauteil bietet, flexibel anpassbar an neue Bauteile und leicht Auf- und Abzubauen ist.
Dieses Problem wird mit dem im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmals gelöst.
Mit dieser Erfindung wird erreicht, dass man ohne großen Aufwand beim Umrüsten die Vorrichtung an ein neues Bauteil anpassen kann und der An- und Abbau der Komponenten an die Handhabungsvorrichtung sich einfach gestaltet. Mit der Handhabungsvorrichtung können Bauteile verschiedenster Art manipuliert werden, dies erklärt sich aufgrund der vielfältigen Stellmöglichkeiten des Systems.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Anhand der 1 erläutert. Es zeigt einen Beispielhaften Aufbau der Handhabungsvorrichtung.
1 zeigt ein adaptives modulares Baukastensystem einer Handhabungsvorrichtung (1) zur Handhabung z. B. von Karosserieteilen, Blechen, Transportbehältern und unter Verwendung von Greifern (2), Vakuumsaugern (3) oder dergleichen geeignet zur Adaption an einen Roboter. Die Montage an den Roboterarm erfolgt beispielsweise über ein Schnellwechselsystem (4), bestehend aus zwei Flanschplatten eine am Roboter und die andere an der Handhabungsvorrichtung. Die Flanschplatte an der Handhabungsvorrichtung greift am Verteilergehäuse (5) an, in dem die Energie- und Signalleitungen der Greifer und Vakuumsauger, wie Pneumatik, Hydraulik, Elektrik, an die einzelnen Arme (6) der Handhabungsvorrichtung verteilt wird. Die Arme sind mit dem Gelenkkopf (7) verbunden und der Gelenkkopf besteht hier beispielsweise aus zwei Platten, vier Streben, vier T-Stücken und vier Stiften. Ein Arm kann beispielhaft aus einer inneren Strebe (8) z. B. einem Rohr, einer äußeren Strebe (9), eine in sich drehbare Klemmschelle (10), einer inneren Kreuzklemmschelle (11), einer äußeren Kreuzklemmschellen (12), einen Gelenkarm für den Greifer (13), einem Gelenkarm für den Vakuumsauger (14) aufgebaut sein.

Claims

Das adaptive modulare Baukastensystem einer Handhabungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (6) der Handhabungsvorrichtung in einen Gelenkkopf (7) eingespannt sind, die Arme (6) in ihrem Winkel verstellbar und in ihrer Winkelposition fixierbar sind.
Die Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arm (6) aus Streben (8) besteht, die mithilfe einer in sich winkelverstellbaren Klemmschelle (10) verbunden sind und dadurch eine Änderung der Position der äußeren Streben (9) im Winkel zu den inneren Streben (8) möglich ist.
Die Handhabungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das auf den Gelenkkopf (7) aufgesetzte Verteilergehäuse (5) die Energie- und Signalleitungen für Pneumatik, Hydraulik, Elektrik oder dergleichen, jeweils an die an den Streben (8 und 9) angebrachten Greifern (2), Vakuumsaugern (3) oder dergleichen verteilt und die dafür notwendigen Kabel, Schläuche oder dergleichen mittels Schnellverschlüssen angebracht sind.
Die Handhabungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der inneren Strebe (8) angebrachte Kreuzklemmschelle (11) auf dieser verschiebbar ist und so der Abstand des an der inneren Kreuzklemmschelle (11) montierten Greifers, Vakuumsauger, oder dergleichen samt Gelenkarm zum Mittelpunkt hin in Richtung Gelenkkopf (7) veränderbar ist.
Die Handhabungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Strebe (9) durch die in sich drehbare Klemmschelle (10) längs verschiebbar und winkeländerbar ist und so der Abstand des an der äußeren Kreuzklemmschelle (12) montierten Greifers, Vakuumsaugers, oder dergleichen samt Gelenkarm zum Mittelpunkt des Systems veränderbar ist.
Die Handhabungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die an den inneren Streben (8) und äußeren Streben (9) angebrachten Greifer, Vakuumsauger oder dergleichen über eine Kreuzklemmschelle (11 und 12) und einen Gelenkarm (13 und 14) an die Streben (8 und 9) angebracht sind.
Die Handhabungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die an den inneren Streben (8) und äußeren Streben (9) angebrachten Greifer oder dergleichen, durch die Kreuzklemmschelle (11 und 12) und dem Gelenkarm (13 und 14) in ihrer räumlichen Position veränderbar sind und somit durch die Kreuzklemmschelle (11 und 12) um die Mittelachse der jeweiligen Strebe (8 und 9) drehbar sind, durch dem Gelenkarm (13 und 14) um dessen eigene Achse drehbar sind, durch das Gelenk verstellbar sind, durch den Gelenkarm (13 und 14) um die eigenen Achse drehbar sind und durch das Verschieben des Gelenkarmes (13 und 14) in der Kreuzklemmschelle (11 und 12) im Abstand zur Mittelachse der Streben (8 und 9) verstellbar sind.
Die Handhabungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie- und Signalleitungen oder dergleichen in den Streben bzw. in teilflexiblen Kabelschutzrohren geführt werden.
Die Handhabungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (8 und 9) aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt sind, welche aufgrund ihrer Geometrie und des Werkstoffes eine hohe Biegesteifigkeit aufweisen.