-
TECHNISCHES GEBIET
-
Diese Offenbarung betrifft Greiforgane zur Verwendung mit Roboterarmen.
-
HINTERGRUND
-
Bekannte Greiforgane, die an Robotervorrichtungen angebracht sind, werden verwendet, um ein Werkstück bei Fertigungsprozessen zu manipulieren. Anwendungen von Robotervorrichtungen mit Greiforganen können Materialhandhabung, Fertigung, Verpackung und Testen umfassen. Ein Greiforgan enthält Werkzeugmodule, die ein Werkstück ergreifen, das Werkstück an eine neue Stelle transportieren und das Werkstück ausrichten und loslassen. Das Greiforgan ist vorzugsweise so verstellbar, dass es die Verwendung mit Werkstücken mit vielfältigen Konstruktionen zulässt, was ein Verstellen der Werkzeugmodule beinhaltet. Es ist bekannt, ein Greiforgan zur Verwendung mit Werkstücken mit vielfältigen Konstruktionen einzustellen, indem Orte und Ausrichtungen der Werkzeugmodule manuell verstellt werden. Es ist bekannt, dass das manuelle Einstellen von Werkzeugmodulen zeitaufwändig ist und fehleranfällig sein kann.
-
Bekannte Werkstücke, die von einem Greiforgan gehandhabt werden, umfassen Teile oder Blechscheiben, die in dreidimensionale Formen geformt sind und große Veränderungen bei der Steigung und der Höhe aufweisen. Es kann in der Praxis nicht umsetzbar sein, ein Greiforgan mit einer übermäßig großen Höhenausdehnung und einem übermäßig großen Verschwenkwinkel für Werkzeugmodule zu konstruieren, die sich selbst an ein Werkstück anpassen.
-
Ein Greiforgan kann mit einem Roboterarm mit einem Hauptausleger und einem Adapter verbunden sein, um ein Werkstück in eine zugehörige Verarbeitungsstation, etwa eine Stanzmaschine und zugehörige Pressformen, hinein und aus dieser heraus zu bewegen. Ein ebenes Greiforgangestell mit einem geraden Ausleger kann aufgrund von Beschränkungen von Maschinenarbeitsbereichen, z. B. den Öffnungsabmessungen und den dreidimensionalen Formen der Pressformen, während der Bewegung eines Werkstücks mit den Pressformen und Maschinengestellen in Konflikt geraten.
-
Greiforgane enthalten Verldeidungsbaugruppen, die Leitungen an jedes der Werkzeugmodule beherbergen und leiten, um Leistung in der Form von Unterdruck, Druckluft, Hydraulikfluiden und Elektrizität zu leiten, um Saugnäpfe, mechanische Greifer oder andere Werkstückschnittstellenwerkzeuge, die an den Enden der Werkzeugmodule montiert sind, zu aktivieren und zu deaktivieren. Bekannte Verkleidungsbaugruppen sind an dem Gestell des Greiforgans festgebunden oder anderweitig angebracht. Eine Veränderung oder Umkonfiguration eines Werkzeugmoduls an einem Greiforgan erfordert das Lösen der festgebundenen Verbindungen, um eine derartige Veränderung zu bewirken. Andere bekannte Verkleidungsbaugruppen für Werkzeugmodule, die an Greiforganen montiert sind, umfassen, dass die Schläuche mit einem gewissen Durchhängen lose festgehalten werden, für eine Verstellung oder Bewegung von Greifkomponenten. Schläuche und Stromkabel, die so konstruiert sind, dass sie einen großen Bewegungsbereich für eines der Werkzeugmodule ermöglichen, können andere Schläuche und Stromkabel berühren und damit in Konflikt geraten. Probleme mit Bezug auf Verkleidungsbaugruppen umfassen das Ermöglichen der Einstellungsflexibilität für das Greiforgan und die Werkzeugmodule, die ununterbrochene Mobilität des Greiforgans im Betrieb, die Maschinenrüstzeit bei der Umkonfiguration für ein Werkstück und die Wartbarkeit während der Lebensdauer des Geräts.
-
Die
JP 2007-105 813 A offenbart eine Vorrichtung zum Ansaugen und Ergreifen eines flexiblen Werkstücks, bei der erste und zweite Zweiganordnungen, die Zweige mit Werkzeugmodulen umfassen, mithilfe von zwei Drehkupplungen relativ zueinander und zu einem Hauptausleger verstellt werden können, um sich an das Werkstück so anzupassen, dass dieses von den Werkzeugmodulen angesaugt und ergriffen werden kann.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Ein umkonfigurierbares Greiforgan, das an einem Roboterarm angebracht werden kann, umfasst einen Hauptausleger, eine erste Zweiganordnung und eine zweite Zweiganordnung und einen dualen Gelenkmechanismus. Der duale Gelenkmechanismus enthält eine erste Kupplung, die an der ersten Zweiganordnung angebracht ist und ausgestaltet ist, um die erste Zweiganordnung relativ zu der zweiten Zweiganordnung gelenkig zu lagern. Der duale Gelenkmechanismus enthält ferner eine zweite Kupplung, die am Hauptausleger, der zweiten Zweiganordnung und der ersten Kupplung angebracht ist und ausgestaltet ist, um gleichzeitig die erste und zweite Zweiganordnung relativ zum Hauptausleger gelenkig zu lagern. Die ersten und zweiten Zweiganordnungen weisen jeweils Glieder auf, die mit Zweigen verbunden sind, welche mehrere Werkzeugmodule tragen. Jedes Werkzeugmodul enthält ein Endelement, das zur Interaktion mit einem Werkstück konfigurierbar ist. Die erste Zweiganordnung umfasst erste Glieder, die mit mehreren vorderen Zweigen verbunden sind, die Werkzeugmodule abstützen, und die zweite Zweiganordnung umfasst zweite Glieder, die mit mehreren hinteren Zweigen verbunden sind, die Werkzeugmodule abstützen. Jeder der vorderen Zweige ist mit einem entsprechenden der hinteren Zweige paarweise angeordnet. Jeder der vorderen Zweige ist mit einem linearen Verriegelungsmechanismus gekoppelt, der zur Verschiebung auf dem entsprechenden Glied ausgestaltet ist. Jeder der hinteren Zweige ist mit einem Joch gekoppelt, das mit dem linearen Verriegelungsmechanismus des entsprechenden vorderen Zweigs gekoppelt ist. Das Joch ist ausgestaltet, um sich um ein entsprechendes erstes Glied herum zu drehen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
-
1 und 2 dreidimensionale Darstellungen von Abschnitten eines umkonfigurierbaren Greiforgans gemäß der Offenbarung sind, das mehrere konfigurierbare Werkzeugmodule enthält;
-
3 eine dreidimensionale Darstellung einer anderen Ausführungsform des umkonfigurierbaren Greiforgans gemäß der Offenbarung ist;
-
4 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Abschnitts einer anderen Ausführungsform des umkonfigurierbaren Greiforgans gemäß der Offenbarung ist;
-
5 eine zweidimensionale Darstellung einer anderen Ausführungsform des umkonfigurierbaren Greiforgans gemäß der Offenbarung ist; und
-
6 ein Einrichtgestell darstellt, um die Umkonfiguration eines beispielhaften Greiforgans gemäß der Offenbarung zu ermöglichen.
-
GENAUE BESCHREIBUNG
-
Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, bei denen das Gezeigte nur zum Zweck der Darstellung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck der Beschränkung derselben ist, stellen 1 und 2 dreidimensionale Darstellungen eines umkonfigurierbaren Greiforgans 10 bereit, das mehrere konfigurierbare Werkzeugmodule 50 enthält, die jeweils ein Endelement 52 aufweisen, das schwenkbar daran angebracht ist. Das Greiforgan 10 ist vorzugsweise an einem freien Ende eines gelenkig lagerbaren Roboterarms oder einer anderen Materialhandhabungsvorrichtung angebracht. Bei einer Ausführungsform enthält der Roboterarm eine programmierbare Vorrichtung, die an einer Basis befestigt ist und betrieben werden kann, um das Greiforgan 10 linear und rotatorisch im Raum zu verschieben. Ein mit Bezug auf ein X-Y-Z-Referenzkoordinatensystem 90 beschriebenes Raumkoordinatensystem, das eine X-Achse 92, eine Y-Achse 94 und eine Z-Achse 96 enthält, stellt eine Positionsreferenz für das Greiforgan 10 und die daran angebrachten Werkzeugmodule 50 bereit. Das Greiforgan 10 ist vorzugsweise maschinell auf eine bevorzugte Konfiguration eingestellt, welche den Ort jedes der Werkzeugmodule 50 in Bezug auf das X-Y-Z-Koordinatensystem 90 definiert.
-
Das umkonfigurierbare Greiforgan 10 enthält eine erste Zweiganordnung 70, die in einer vorderen Nennposition (wie gezeigt) angeordnet ist, und eine zweite Zweiganordnung 80, die in einer hinteren Nennposition (wie gezeigt) angeordnet ist. Die erste und zweite Zweiganordnung 70, 80 stützen strukturell jeweils eines oder mehrere Werkzeugmodule 50 ab. Die erste und zweite Zweiganordnung 70, 80 sind vorzugsweise in Spinnennetzkonfigurationen angeordnet. Eine Spinnennetzkonfiguration enthält ein Glied, das einen oder mehrere Zweige aufweist, welche die strukturelle Abstützung für die Werkzeugmodule 50 bereitstellen, wobei die Zweige an dem Gliedelement freitragend angebracht sind. Wie hier beschrieben ist, sind die erste und zweite Zweiganordnung 70, 80 bewegbar und können sowohl in einer konvexen Konfiguration als auch einer konkaven Konfiguration als auch einer ebenen Konfiguration angeordnet sein, um zu ermöglichen, dass das Endelement 52 jedes der Werkzeugmodule 50 an einem Werkstück befestigt wird oder damit interagiert. Somit kann der gelenkig lagerbare Roboterarm das umkonfigurierbare Greiforgan 10 einsetzen, um ein Werkstück physikalisch zu bewegen oder eine Operation an einem Werkstück auszuführen, in Abhängigkeit von einem speziellen Betriebsschema des bzw. der Werkzeugmodule 50.
-
Das Greiforgan 10 enthält einen Hauptausleger 12 und einen dualen Gelenkmechanismus 20, um die erste und zweite Zweiganordnung 70, 80 gelenkig zu lagern. Der duale Gelenkmechanismus 20 enthält einen ersten Drehkupplungsmechanismus 30, der unter Verwendung eines ersten Eingabehebels 32 gelenkig gelagert wird, und einen zweiten Drehkupplungsmechanismus 40, der unter Verwendung eines zweiten Eingabehebels 42 gelenkig gelagert wird. Eine Längsmittellinie des Hauptauslegers 12 definiert die X-Achse 92 der X-Y-Z-Referenzkoordinaten 90.
-
Die erste Zweiganordnung 70 ist an dem ersten Drehkupplungsmechanismus 30 angebracht. Die erste Zweiganordnung 70 enthält ein paar Glieder 72, die vom Hauptausleger 12 aus in einander entgegengesetzte Richtungen hervorstehen, vorzugsweise rechtwinklig zu dessen Längsachse. Längsverlängerungen der Glieder 72 definieren vorzugsweise die Y-Achse 94 der X-Y-Z-Referenzkoordinaten 90. Die Z-Achse 96 ist rechtwinklig zu einer Ebene definiert, welche durch die X-Achse 92 und die Y-Achse 94 definiert ist. Ein oder mehrere vordere Zweige 75 stehen von den Gliedern 72 aus vorzugsweise im rechten Winkel vor. Die vorderen Zweige 75 sind so ausgestaltet, dass sie sich mit einer Drehung der Glieder 72 drehen.
-
Das Paar der Glieder 72 ist durch den ersten Drehkupplungsmechanismus 30 vorzugsweise so gekoppelt, dass sie sich gemeinsam drehen.
-
Die zweite Zweiganordnung 80 ist an dem zweiten Drehkupplungsmechanismus 40 angebracht. Die zweite Zweiganordnung 80 enthält ein Paar Führungsschienen 82, die vom Hauptausleger 12 aus in zueinander entgegengesetzte Richtungen hervorstehen, vorzugsweise rechtwinklig zu dessen Längsachse und parallel zu den Gliedern 72 der ersten Zweiganordnung 70. Einer oder mehrere hintere Zweige 85 sind an den Gliedern 72 vorzugsweise rechtwinklig angebracht und stehen durch einen Schlitz 83 hervor, der zwischen Auslegerelementen 84 in den Führungsschienen 82 ausgebildet ist. Die hinteren Zweige 85 sind so konfiguriert, dass sie sich mit einer Drehung der Führungsschienen 82 drehen. Die Führungsschienen 82 sind durch den zweiten Drehkupplungsmechanismus 40 vorzugsweise so gekoppelt, dass sie sich gemeinsam miteinander drehen. Die vorderen Zweige 75 und die hinteren Zweige 85 sind aus einem geeigneten Material hergestellt und enthalten eine oder mehrere Längsrillen. Jeder der vorderen Zweige 75 und der hinteren Zweige 85 weist mindestens ein Werkzeugmodul 50 auf, das verschiebbar daran montiert ist. Enden der Glieder 72, die zu dem ersten Drehkupplungsmechanismus 30 distal angeordnet sind, sind mit entsprechenden Enden des Paars von Führungsschienen 82, die distal zu dem zweiten Drehkupplungsmechanismus 40 angeordnet sind, unter Verwendung von Endhalterungen 46 gekoppelt. Die Endhalterungen 46 sind vorzugsweise mit den Enden des Paars der Führungsschienen 82 starr verbunden und mit den Enden der Glieder 72 drehbar verbunden, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Glieder 72 darin drehen.
-
Jedes Werkzeugmodul 50 ist an einem linearen/rotatorischen Verriegelungsmechanismus 73 montiert, der verschiebbar an einem der vorderen und hinteren Zweige 75, 85 montiert ist und mit den Längsrillen derselben interagiert, um eine Drehung um eine Langsachse des jeweiligen Zweigs 75, 85 herum zu verhindern. Der lineare/rotatorische Verriegelungsmechanismus 73 ist zur Verschiebung auf dem jeweiligen Zweig 75, 85 ausgestaltet, wenn er entriegelt ist, und um das Werkzeugmodul 50 an einer bevorzugten Stelle entlang der Länge des jeweiligen Zweiges 75, 85 zu befestigen, wenn er verriegelt ist. Jeder lineare/rotatorische Verriegelungsmechanismus 73 wird vorzugsweise pneumatisch aktiviert, ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er in einer verriegelten Position bleibt, bis er entriegelt wird, und kann entriegelt werden, wenn Druckluft zugeführt wird. Der lineare/rotatorische Verriegelungsmechanismus 73 kann stattdessen mechanisch aktiviert und deaktiviert werden. Jedes Werkzeugmodul 50 enthält eine Schwenkarmanordnung, die ermöglicht, dass das Werkzeugmodul 50 in bevorzugte Positionen umkonfiguriert wird, um mit unterschiedlichen Werkstücken zu interagieren.
-
Jedes Werkzeugmodul 50 weist vorzugsweise fünf Bewegungsfreiheitsgrade (5 DOF) auf und ist in eine geeignete Position konfigurierbar, die mit Bezug auf eine X-Achsen-Position, eine Y-Achsen-Position, eine Z-Achsen-Position, einen Drehwinkel φ 97 um die Z-Achse des X-Y-Z-Koordinatensystems 90 und einen Gelenkwinkel α 95, welcher eine Position des Endelements 52 relativ zum jeweiligen Werkzeugmodul 50 definiert, definiert ist.
-
2 stellt einen Abschnitt des umkonfigurierbaren Greiforgans 10 dar, der den Hauptausleger 12 und den dualen Gelenkmechanismus 20 mit ersten und zweiten Drehkupplungsmechanismen 30 und 40, die jeweilige daran angebrachte Glieder 72 und Führungsschienen 82 aufweisen, enthält. Der erste und zweite Drehkupplungsmechanismus 30 und 40 sind vorzugsweise verriegelbare bidirektionale Vorrichtungen, die zum Erzielen einer Verriegelung ein Verkeilen oder einen anderen geeigneten Mechanismus einsetzen.
-
Die zweite bidirektionale Drehkupplung 40 enthält ein zweites Gehäuse 41, das an einem Ende des Hauptauslegers 12 starr angebracht ist und distal zu einem Ende des Hauptauslegers 12 ist, das mit dem Roboterarm gekoppelt ist.
-
Die zweite bidirektionale Drehkupplung 40 enthält einen bidirektionalen Kupplungsmechanismus, der in dem zweiten Gehäuse 41 eingeschlossen ist, mit einer beweglichen Ausgangswelle 43, die sich an beiden Enden des zweiten Gehäuses 41 erstreckt und mit dem zweiten Eingabehebel 42 gekoppelt ist. Zwei Führungsschienenhalterungen 44 sind mit der Ausgangswelle 43 der zweiten bidirektionalen Drehkupplung 40 und mit den Führungsschienen 82, die sich von jeder der Führungsschienenhalterungen 44 aus erstrecken, gekoppelt und drehen sich daher mit einer Drehung der Ausgangswelle 43.
-
Die erste bidirektionale Drehkupplung 30 enthält einen ersten bidirektionalen Kupplungsmechanismus, der in dem ersten Gehäuse 31 eingeschlossen ist, mit einer beweglichen Ausgangswelle 33, die sich an beiden Enden des ersten Gehäuses 31 erstreckt und unter Verwendung des ersten Eingabehebels 32 drehbar ist. Das erste Gehäuse 31 der Drehkupplung 30 ist mit den zwei Führungsschienenhalterungen 44 starr verbunden, die mit der Ausgangswelle 43 der zweiten Kupplung 40 gekoppelt sind und sich bei einer Drehung mit dieser drehen. Die Ausgangswelle 33 ist mit den Gliedern 72 starr gekoppelt und ausgestaltet, um diese zu drehen, indem der erste Eingabehebel 32 betätigt wird.
-
Ein Drehen des ersten Hebels 32 dreht nur die erste Zweiganordnung 70, indem die Glieder 72 gedreht werden, welche die vorderen Zweige 75 umfassen. Folglich kann die erste Kupplung 30 eingesetzt werden, um die erste Zweiganordnung 70 relativ zu der zweiten Zweiganordnung 80 gelenkig zu lagern. Der erste Drehkupplungsmechanismus 30 bewirkt eine Verriegelung der Drehposition und hält somit die erste Zweiganordnung 70 relativ zu der zweiten Zweiganordnung 80 an Ort und Stelle fest.
-
Ein Drehen des zweiten Eingabehebels 42 dreht gleichzeitig die erste und zweite Zweiganordnung 70 und 80 relativ zum Ausleger 12, indem die Ausgangswelle 43 der zweiten Kupplung 40 gedreht wird, welche die zwei Führungsschienenhalterungen 44 und die Führungsschienen 82 dreht und auch die erste Drehkupplung 30 mit den Gliedern 72 und den vorderen Zweigen 75 dreht. Folglich kann die zweite Kupplung 40 eingesetzt werden, um die erste und zweite Zweiganordnung 70, 80 relativ zum Hauptausleger 12 gelenkig zu lagern. Der zweite Drehkupplungsmechanismus 40 bewirkt eine Verriegelung der Drehpositionen und hält somit die erste und zweite Zweiganordnung 70, 80 relativ zum Hauptausleger 12 an Ort und Stelle fest.
-
Der erste und zweite Eingabehebel 32 und 42 können unabhängig voneinander bewegt werden, um die erste und zweite Anordnung 70 und 80 des umkonfigurierbaren Greiforgans 10 so gelenkig zu lagern, dass eine bevorzugte Konfiguration erreicht wird, welche eine konvexe oder eine konkave oder eine ebene Konfiguration umfasst. Wenn der erste und zweite Eingabehebel 32 und 42 in neutralen Nennpositionen platziert sind, können die erste und zweite Anordnung 70 und 80 des umkonfigurierbaren Greiforgans 10 mit Werkstücken verwendet werden, die im Wesentlichen ebene Profile aufweisen. Wenn der zweite Eingabehebel 42 in eine erste Richtung, z. B. gegen den Uhrzeigersinn, gedreht wird und der erste Eingabehebel 32 in eine zweite Richtung, z. B. im Uhrzeigersinn, gedreht wird, kann das umkonfigurierbare Greiforgan 10 mit Werkstücken verwendet werden, die konvexe Profile aufweisen.
-
Wenn der zweite Eingabehebel 42 in der neutralen Position gehalten wird und der erste Eingabehebel 32 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, kann das umkonfigurierbare Greiforgan 10 mit Werkstücken verwendet werden, die konkave Profile aufweisen. Es ist festzustellen, dass eine Drehung des zweiten Eingabehebels 42 in eine zweite Richtung, z. B. im Uhrzeigersinn, begrenzt ist, um einen Konflikt [engl. interface] zwischen dem Hauptausleger 12 und einem Werkstück zu vermeiden.
-
Wie gezeigt ist, ist jeder der vorderen Zweige 75 paarweise mit einem entsprechenden hinteren Zweig 85 angeordnet, wenn sie an einem Glied 72 montiert sind, wobei jedes Paar von vorderen und hinteren Zweigen 75, 85 zur Verschiebung entlang der Länge des jeweiligen Glieds 72 ausgestaltet ist, wenn der lineare Verriegelungsmechanismus 76 entriegelt ist. Der vordere Zweig 75 ist an dem linearen Verriegelungsmechanismus 76 montiert. Der lineare Verriegelungsmechanismus 76 enthält eine verdrehfeste Kugelführung [engl: ball spline bearing] oder eine verdrehfeste Kugelbuchse, um eine reibungslose Positionierung des vorderen Zweigs 75 entlang der Länge des jeweiligen Glieds 72 sicherzustellen. Die Glieder 72 sind vorzugsweise Keilwellen. Der lineare Verriegelungsmechanismus 76 ist zur linearen und rotatorischen Verriegelung des vorderen Zweigs 75 auf der Keilwelle des jeweiligen Glieds 72 ausgestaltet, um eine Drehung unter Last oder eine Seitwärtsbewegung entlang des Glieds 72 zu verhindern. Der lineare Verriegelungsmechanismus 76 wird vorzugsweise pneumatisch aktiviert, ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er in einer verriegelten Position bleibt, bis er entriegelt wird, und wird vorzugsweise nur entriegelt, wenn Druckluft durch einen Arretierungsnippel 79 zugeführt wird.
-
Jeder hintere Zweig 85 ist an einem Joch 77 montiert, das zwei Endplatten 78 aufweist, die mit dem linearen Verriegelungsmechanismus 76 gekoppelt sind. Das Joch 77 gleitet entlang der Keilwelle des jeweiligen Glieds 72 zusammen mit dem linearen Verriegelungsmechanismus 76, wobei der hintere Zweig 85 innerhalb des Schlitzes 83 gleitet, der zwischen den Auslegerelementen 84 in den Führungsschienen 82 ausgebildet ist. Das Joch 77 kann sich frei um die Keilwelle des jeweiligen Gliedes 72 herum drehen, was ermöglicht, dass sich der hintere Zweig 85 mit Bezug auf den entsprechenden vorderen Zweig 75 unabhängig dreht. Eine Drehung des Jochs 77 und des zugehörigen hinteren Zweigs 85 ist durch eine Drehposition des Schlitzes 83 beschränkt, der zwischen den Auslegerelementen 84 in den Führungsschienen 82 ausgebildet ist, welche durch den zweiten Drehkupplungsmechanismus 40 unter Verwendung des zweiten Eingabehebels 42 gesteuert wird.
-
Jede der Führungsschienen 82 ist bei einer Ausführungsform unter Verwendung eines Paars paralleler Auslegerelemente 84 ausgebildet. Als Beispiel können die Auslegerelemente 84 I-Träger sein, die an proximalen Enden bei der Führungsschienenhalterung 44 verbunden sind und an distalen Enden unter Verwendung der Endhalterungen 46 verbunden sind, und dazwischen durch einen Spalt beabstandet sind, der den Schlitz 83 bildet. Die hinteren Zweige 85 sind an den Gliedern 72 vorzugsweise rechtwinklig angebracht und stehen durch den Schlitz 83 hervor. Die hinteren Zweige 85 sind ausgestaltet, um sich mit einer Drehung der Führungsschienen 82 zu drehen, welche vorzugsweise so gekoppelt sind, dass sie sich durch eine Drehung des zweiten Drehkupplungsmechanismus 40 gemeinsam miteinander drehen, vorzugsweise unter Verwendung des zweiten Eingabehebels 42. Es ist festzustellen, dass die Führungsschienen 82 eine strukturelle Stütze für die hinteren Zweige 85 bereitstellen.
-
3 stellt eine andere Ausführungsform des umkonfigurierbaren Greiforgans 10 dar, welches den Hauptausleger 12 und den dualen Gelenkmechanismus 20 mit ersten und zweiten Drehkupplungsmechanismen 30 und 40 umfasst, welche mit ersten und zweiten Zweiganordnungen 70' bzw. 80' gekoppelt sind. Bei dieser Ausführungsform enthält die erste Zweiganordnung 70' den ersten Drehkupplungsmechanismus 30, der an den Führungsschienen 82' angebracht ist, und die zweite Zweiganordnung 80' enthält den zweiten Drehkupplungsmechanismus 40, der an den Gliedern 72 angebracht ist. Die Führungsschienen 82' sind einstückige Teile, die an der zweiten Kupplungsanordnung 40 angebracht sind und zwischen den Endhalterungen 46 hervorstehen.
-
4 stellt einen Abschnitt einer anderen Ausführungsform des umkonfigurierbaren Greiforgans 10 dar, die analog zu der Ausführungsform ist, die mit Bezug auf 1 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der vordere Zweig 75 paarweise mit dem entsprechenden hinteren Zweig 85 angeordnet und unter Verwendung eines linearen Verriegelungsmechanismus 76 an dem Glied 72 montiert. Der hintere Zweig 85 ist an einem Joch 77' montiert, das zwei Endplatten 78 aufweist, die mit dem linearen Verriegelungsmechanismus 76 gekoppelt sind. Das Joch 77' gleitet entlang der Keilwelle des jeweiligen Glieds 72 zusammen mit dem linearen Verriegelungsmechanismus 76. Die Führungsschiene 82' ist unter Verwendung eines einzigen Auslegerelements 84 ausgebildet, welches vorzugsweise ein I-Träger ist. Das Auslegerelement 84 der Führungsschiene 82' ist unter Verwendung der Endhalterung 46 mit dem Glied 72 verbunden. Das Joch 77' enthält einen Aussparungsabschnitt 87 und Haltegleitplatten 88, die dem Auslegerelement 84 entsprechen. Im zusammengebauten Zustand passt das Auslegerelement 84 in den Aussparungsabschnitt 87 des Jochs 77' und wird darin durch die Haltegleitplatten 88 festgehalten. Somit gleitet das Joch 77' einschließlich des hinteren Zweigs 85 entlang des Auslegerelements 84, das die Führungsschiene 82' bildet. Das Joch 77' kann sich frei um die Keilwelle des jeweiligen Glieds 72 herum drehen, was ermöglicht, dass sich der hintere Zweig 85 unabhängig mit Bezug auf den entsprechenden vorderen Zweig 75 dreht. Eine Drehung des Jochs 77' und des zugehörigen hinteren Zweigs 85 wird durch eine Drehposition der Führungsschiene 82' beschränkt, welche durch den zweiten Drehkupplungsmechanismus 40 unter Verwendung des zweiten Eingabehebels 42 gesteuert wird. Die vorderen und hinteren Zweige 75, 85 sind so ausgestaltet, dass sie entlang der Länge des jeweiligen Glieds 72 verschoben werden können, wenn der lineare Verriegelungsmechanismus 76 entriegelt ist.
-
5 stellt eine andere Ausführungsform des umkonfigurierbaren Greiforgans 510 dar, das den Hauptausleger 512 und den dualen Gelenkmechanismus 520 mit ersten und zweiten Drehkupplungsmechanismen 530 und 540 umfasst, die mit vorderen und hinteren Zweiganordnungen 570 bzw. 580 gekoppelt sind. Bei dieser Ausführungsform enthält die erste Zweiganordnung 570 den ersten Drehkupplungsmechanismus 530, der an einem Paar erster Glieder 572 angebracht ist, und die zweite Zweiganordnung 580 enthält den zweiten Drehkupplungsmechanismus 540, der an einem Paar zweiter Glieder 574 angebracht ist. Endhalterungen 546 koppeln distale Enden zusammenhängender erster und zweiter Glieder 572 und 574. Die Glieder 572 und 574 sind vorzugsweise Keilwellen. Jedes der Glieder 572 und 574 enthält mindestens einen Zweig 575, der daran unter Verwendung eines linearen Verriegelungsmechanismus 576 montiert ist. Jeder Zweig 575 ist zur Bewegung unabhängig von den anderen Zweigen 575 ausgestaltet. Andere Elemente dieser Ausführungsform sind analog zu denjenigen, die mit Bezug auf 1 gezeigt sind.
-
6 stellt ein Einrichtgestell 200 zur Ermöglichung der Umkonfiguration eines beispielhaften Greiforgans 10 dar. Das Einrichtgestell 200 enthält eine Basis 202, auf der ein vertikaler Arm 210 montiert ist. Die Basis umfasst vorzugsweise eine drehbare Platte 204, die eine untere Positionsgeberhalterung 206 aufweist. Bei einer Ausführungsform enthält der vertikale Arm 210 eine obere Positionsgeberhalterung 208. Ein horizontaler Arm 220 ist an dem vertikalen Arm 210 angebracht. Der horizontale Arm 220 enthält ein Paar U-Halterungen 222 und 224, die pneumatisch betätigte Klemmmechanismen enthalten. Die U-Halterungen 222 und 224 sind so ausgestaltet, dass sie den Hauptausleger 12 des Greiforgans 10 aufnehmen.
-
Die vertikale Höhe des horizontalen Arms 220 ist vorzugsweise einstellbar und die horizontalen Orte der U-Halterungen 222 und 224 sind vorzugsweise einstellbar, sodass das Einrichtgestell 200 das Greiforgan 10 aufnimmt, wobei der Hauptausleger 12 in eine horizontale Position über die U-Halterungen 222 und 224 gelegt ist, und wobei eine der Endhalterungen 46 des Greiforgans 10 in die untere Positionsgeberhalterung 206 eingeführt ist oder auf andere Weise damit ausgerichtet ist.
-
Wenn das Greiforgan 10 auf dem Einrichtgestell 200 platziert und daran festgeklemmt ist, befinden sich die erste und zweite Zweiganordnung 70 und 80 in aufrechten Positionen, die Glieder 72 und die Führungsschienen 82 in vertikalen Positionen, und die vorderen und hinteren Zweige 75, 85 erstrecken sich horizontal.
-
Ein Roboterarm kann verwendet werden, um jedes der Werkzeugmodule 50 in eine geeignete Position zu konfigurieren, die mit Bezug auf eine X-Achsen-Position, eine Y-Achsen-Position und eine Z-Achsen-Position definiert ist. Der Drehwinkel φ um die Z-Achse des X-Y-Z-Koordinatensystems 90 und der Verschwenkwinkel α 95 sind vorzugsweise selbstständig einstellbar, um ein Anpassen jedes Endelements 52 jedes Werkzeugmoduls 50 an ein Werkstück zu ermöglichen. Der Roboterarm kann dann auch mit dem ersten und zweiten Eingabehebel 32 und 42 interagieren, um die ersten und zweiten Anordnungen 70 und 80 des umkonfigurierbaren Greiforgans 10 gelenkig so zu lagern, dass eine bevorzugte Konfiguration erreicht wird, die entweder eine konvexe oder eine konkave oder eine ebene Konfiguration umfasst.
-
Jedes der Werkzeugmodule 50, die linearen Verriegelungsmechanismen 76 und der lineare/rotatorische Verriegelungsmechanismus 73 werden vorzugsweise individuell pneumatisch aktiviert. Somit kann eine Umkonfiguration unter Verwendung eines gemeinsamen Einrichtwerkzeugs bewerkstelligt werden, das Druckluft verwendet und mit dem Roboterarm verbunden ist.
