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Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zum Aufnehmen eines Objekts der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer derartigen Greifvorrichtung.
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In der Produktion werden häufig Greifvorrichtungen eingesetzt, um unterschiedliche Objekte zu handhaben. Derartige Greifvorrichtungen sind dabei unter anderem auf Fahrzeugen, beispielsweise in Form von fahrerlosen Transportfahrzeugen, angeordnet, um die Greifvorrichtungen an zu ergreifenden Objekten zu positionieren. Ein mit einer Greifvorrichtung versehenes fahrerloses Transportfahrzeug kann zum Beispiel dazu verwendet werden, ein Objekt anzuheben. Dabei besteht unter anderem ein Problem darin, dass das fahrerlose Transportfahrzeug und somit auch die Greifvorrichtung nicht mit einer hinreichenden Genauigkeit bezüglich des aufzunehmenden Objekts positioniert werden können. Unter anderem entstehen bei einer Positionserkennung des betreffenden Objekts und durch ein anschließende Navigieren des fahrerlosen Transportfahrzeugs sowie Positionieren der Greifvorrichtung Ungenauigkeiten, wodurch beispielsweise ein Aufnahmearm einer derartigen Greifvorrichtung das aufzunehmende Objekt nicht korrekt ergreifen kann.
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Die
DE 10 2011 109 597 A1 zeigt eine gattungsgemäße Greifvorrichtung zum Aufnehmen eines Rads eines Kraftwagens, wobei die Greifvorrichtung eine Antriebseinrichtung aufweist, mittels welcher ein erster Aufnahmearm und ein zweiter Aufnahmearm zum Aufnehmen des Rads zwischen jeweiligen Ausgangspositionen und Aufnahmepositionen bewegbar sind. Die dort gezeigte Greifvorrichtung ist an einem fahrerlosen Transportfahrzeug angeordnet, welches so flach ausgebildet ist, dass es einen Kraftwagen unterfahren und anschließend mittels der Greifvorrichtung ein Rad des Kraftwagens aufnehmen und anheben kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Greifvorrichtung sowie ein Fahrzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels welchen eine besonders exakte Positionierung der Greifvorrichtung beim Aufnehmen eines Objekts erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Greifvorrichtung zum Aufnehmen eines Objekts sowie durch ein Fahrzeug mit einer Greifvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung zum Aufnehmen eines Objekts umfasst eine Antriebseinrichtung, mittels welcher ein erster Aufnahmearm und ein zweiter Aufnahmearm zum Aufnehmen des Objekts zwischen einer jeweiligen Ausgangsposition und Aufnahmeposition bewegbar sind. Um eine besonders exakte Positionierung der Greifvorrichtung gegenüber dem aufzunehmenden Objekt zu ermöglichen, ist es bei der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung vorgesehen, dass die Aufnahmearme translatorisch bewegbar an einer Führungsschiene angeordnet sind, an welcher ein Rahmenteil ebenfalls translatorisch bewegbar angeordnet ist, wobei das Rahmenteil jeweilige Kulissen aufweist, mittels welchen die Aufnahmearme zwischen ihren jeweiligen Ausgangspositionen und Aufnahmepositionen zwangsgeführt gegenüber dem Rahmenteil bewegbar sind.
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Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Greifvorrichtung dadurch aus, dass zum einen die Aufnahmearme gegenüber dem Rahmenteil relativbeweglich ausgebildet und zum anderen die Aufnahmearme und das Rahmenteil ebenfalls relativbeweglich gegenüber der Führungsschiene ausgebildet sind. Dadurch wird ein Toleranzausgleich ermöglicht, sodass die Greifvorrichtung auch bei einer nicht hinreichend genauen Positionierung der Greifvorrichtung gegenüber dem aufzunehmenden Objekt eine Art Selbstzentrierung erfährt, wodurch die beiden Aufnahmearme aufgrund der erfindungsgemäßen Kinematik der Greifvorrichtung automatisch beim Aufnehmen des Objekts derart ausgerichtet werden, dass das aufzunehmende Objekt mittig zwischen den beiden Aufnahmearmen der Greifvorrichtung positioniert wird.
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Durch die erfindungsgemäße Greifvorrichtung kann also eine variable Lastaufnahme mit einem entsprechenden Toleranzausgleich erzielt werden. So können Ungenauigkeiten, die zum einen durch eine ungenaue Erkennung einer Lastaufnahmeposition und zum anderen durch ein Navigieren und anschließendes Positionieren der Greifvorrichtung gegenüber dem aufzunehmenden Objekt entstehen, auf einfache Weise ausgeglichen werden. Ein aufzunehmendes Objekt kann somit sicher und korrekt mittels der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung aufgenommen werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinrichtung eine mittels eines Elektromotors angetriebene Spindel aufweist, welche einen ersten Abschnitt mit einem Rechtsgewinde zum Bewegen des ersten Aufnahmearms und einen zweiten Abschnitt mit einem Linksgewinde zum Bewegen des zweiten Aufnahmearms aufweist. Die Antriebseinrichtung muss also nur einen einzigen Elektromotor und eine einzige Spindel aufweisen, um die beiden Aufnahmearme zwischen ihren jeweiligen Ausgangspositionen und Aufnahmepositionen zu bewegen. Zudem kann mittels des Spindelantriebs eine besonders exakte Bewegung bzw. Positionierung der beiden Aufnahmearme sichergestellt werden, sodass ein mittels der Greifvorrichtung aufzunehmendes Objekt besonders sicher ergriffen werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahmearme zumindest mittelbar mittels Wälzlagern an der Spindel gelagert sind. Mit anderen Worten umfasst die Greifvorrichtung einen Kugelgewindetrieb, mittels welchem eine vom Elektromotor bereitgestellte Drehbewegung in eine Längsbewegung der Aufnahmearme umgesetzt werden kann. Durch die Punktanlage der Wälzanlage an der Spindel ist eine verringerte Antriebsleistung ausreichend. Des Weiteren ergibt sich ein geringerer Verschleiß entsprechender Laufbahnen und eine Steigerung der erreichbaren Verfahrgeschwindigkeit in Kombination mit einer erhöhten Positioniergenauigkeit.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahmearme drehbar um jeweilige Schwenkachsen an jeweiligen an der Führungsschiene angeordneten Führungsteilen gelagert sind, wobei die Aufnahmearme mittels jeweiliger exzentrisch zu den jeweiligen Schwenkachsen angeordneter Führungselemente innerhalb der Kulissen geführt sind. Eine translatorische Bewegung der Führungsteile, an welchen die jeweiligen Aufnahmearme angeordnet sind, kann aufgrund der jeweiligen exzentrisch zu den jeweiligen Schwenkachsen und innerhalb der jeweiligen Kulissen angeordneten Führungselemente auf einfache Weise in eine Verschwenkbewegung der Aufnahmearme umgesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass an der Führungsschiene ein mechanischer Anschlag angeordnet ist, mittels welchem jeweilige Bewegungswege der Aufnahmearme gegenüber der Führungsschiene begrenzt sind. Dadurch können auf besonders einfache Weise jeweilige Bewegungswege der Aufnahmearme gegenüber der Führungsschiene festgelegt werden.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere ein fahrerloses Transportfahrzeug, umfasst die erfindungsgemäße Greifvorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist es vorgesehen, dass ausschließlich die Führungsschiene der Greifvorrichtung an dem Fahrzeug befestigt ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmalen und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Perspektivansicht einer Greifvorrichtung, welche zwei translatorisch bewegbar an einer Führungsschiene angeordnete Aufnahmearme aufweist, die zum Aufnehmen eines Objekts von einer nach außen gerichteten Ausgangsposition in eine nach vorne gerichtete Aufnahmeposition verschwenkbar sind; und in
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2 eine schematische Draufsicht auf die Greifvorrichtung.
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Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Greifvorrichtung zum Aufnehmen eines Objekts ist in einer schematischen Perspektivansicht in 1 gezeigt. Die Greifvorrichtung 10 umfasst einen ersten Aufnahmearm 12 und einen zweiten Aufnahmearm 14, welche zwischen jeweiligen Ausgangspositionen und Aufnahmepositionen zum Aufnehmen eines hier nicht dargestellten Objekts bewegbar sind. Im vorliegend gezeigten Fall ist der zweite Aufnahmearm 14 in seiner nach außen geschwenkten Ausgangsposition und der erste Aufnahmearm 12 in seiner nach vorne geschwenkten Aufnahmeposition gezeigt.
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Die Aufnahmearme 12, 14 sind dabei translatorisch bewegbar an einer Führungsschiene 16 angeordnet. Dabei sind die beiden Aufnahmearme 12, 14 drehbar um jeweilige Schwenkachsen 18 an jeweiligen an der Führungsschiene 16 angeordneten Führungsteilen 20, 22 gelagert, wobei im vorliegenden Fall nur eine der Schwenkachsen 18 eingezeichnet ist. Die beiden Aufnahmearme 12, 14 sind zudem mittels jeweiliger exzentrisch zu den jeweiligen Schwenkachsen 18 angeordneter Führungselemente 24, 26 innerhalb jeweiliger Kulissen 28, 30 zwangsgeführt.
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Die Greifvorrichtung 10 umfasst des Weiteren ein Rahmenteil 32, in welchem die Kulissen 28, 30 ausgebildet sind. Das Rahmenteil 32 weist an seinen Außenseiten jeweilige Führungsteile 34 auf, mittels welchen das Rahmenteil 32 ebenfalls translatorisch bewegbar an der Führungsschiene 16 angeordnet ist. Mittels der Kulissen 28, 30 sind die Aufnahmearme 12, 14 somit zwischen ihren jeweiligen Ausgangspositionen und Aufnahmepositionen zwangsgeführt gegenüber dem Rahmenteil 32 bewegbar.
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Des Weiteren ist an der Führungsschiene 16 ein mechanischer Anschlag 36 angeordnet, mittels welchem jeweilige Bewegungswege der Aufnahmearme 12, 14, im vorliegenden Fall genauer gesagt also der Führungsteile 20, 22, gegenüber der Führungsschiene 16 begrenzt sind.
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In 2 ist die Greifvorrichtung 10 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Die Greifvorrichtung 10 umfasst eine Antriebseinrichtung 38, welche eine mittels eines Elektromotors 40 angetriebene Spindel 42 aufweist, die in einem ersten Abschnitt 44 ein Rechtsgewinde zum Bewegen des ersten Aufnahmearms 12 und einen zweiten Abschnitt 46 mit einem Linksgewinde zum Bewegen des zweiten Aufnahmearms 14 aufweist. Die Führungsteile 20, 22 sind dabei mittels Wälzlagern an den jeweiligen Abschnitten 44, 46 der Spindel 42 gelagert. Mit anderen Worten bildet die Spindel 42 in Kombination mit den mittels der Wälzlager an der Spindel 42 gelagerten Führungsteilen 22, 20 einen Kugelgewindetrieb. Die Führungsteile 34 des Rahmenteils 32 sind dabei derart an der Spindel gelagert, dass die Führungsteile 34, und somit das gesamte Rahmenteil 32, bei einer Rotation der Spindel nicht durch diese translatorisch bewegt wird.
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Sobald der Elektromotor 38 die Spindel 42 in Rotation versetzt, werden in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Spindel 42 die Führungsteile 20, 22 auf der Führungsschiene 16 entweder gleichzeitig nach außen oder nach innen verfahren. Durch die Verfahrbewegung der Führungsteile 20, 22 werden die stiftförmigen Führungselemente 24, 26 innerhalb der jeweiligen, in dem Rahmenteil 32 ausgebildeten Kulissen 28, 30 bewegt. Aufgrund der exzentrischen Anordnung der Führungselemente 24, 26 gegenüber den Schwenkachsen 18 werden die Aufnahmearme 12, 14 beim Antreiben der Spindel 42 und aufgrund des Verfahrens der Führungsteile 20, 22 von außen nach innen bzw. von innen nach außen verschwenkt.
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Die Greifvorrichtung 10 kann beispielsweise an einem hier nicht gezeigten fahrerlosen Transportfahrzeug angeordnet sein, wobei die Greifvorrichtung 10 ausschließlich mit ihrer Führungsschiene 16 an dem fahrerlosen Transportfahrzeug befestigt ist. Soll nun beispielsweise ein Rad eines Kraftwagens mittels der Greifvorrichtung 10 erfasst und angehoben werden, so wird das fahrerlose Transportfahrzeug mitsamt der Greifvorrichtung 10 an dem betreffenden Rad positioniert.
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Die beiden Aufnahmearme 12, 14 sind dabei noch in ihrer nach außen verschwenkten Ausgangsposition angeordnet. Sobald die Greifvorrichtung 10 entsprechend an dem aufzunehmenden Rad positioniert worden ist, wird mittels des Elektromotors 38 die Spindel 42 in einer derartigen Drehrichtung angetrieben, dass die beiden Aufnahmearme 12, 14 von ihrer nach außen gerichteten Ausgangsposition in ihre nach vorne gerichtete Aufnahmeposition verschwenkt werden.
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Sollte das aufzunehmende Rad beispielsweise näher an dem Aufnahmearm 12 als an dem Aufnahmearm 14 angeordnet sein, berührt der Aufnahmearm 12 beim Aufschwenken der beiden Aufnahmearme 12, 14 von der nach außen gerichteten Ausgangsposition in die nach vorne gerichtete Aufnahmeposition das Rad zuerst. Dadurch wird eine Gegenkraft entgegen der Verschwenkrichtung des Aufnahmearms 12 von dem Rad auf den Aufnahmearm 12 ausgeübt. Aufgrund der schwimmenden Lagerung der beiden Aufnahmearme 12, 14 bezüglich der Führungsschiene 16 erfolgt eine Art Selbstzentrierung bzw. ein Toleranzausgleich, sodass während des Aufschwenkens der beiden Aufnahmearme 12, 14 das aufzunehmende Rad gegenüber den beiden Aufnahmearmen 12, 14 selbstzentriert wird.
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Das aufzunehmend Rad wird also automatisch mittig zwischen den beiden Aufnahmearmen 12, 14 positioniert bzw. genauer gesagt positionieren sich die beiden Aufnahmearme 12, 14 derart bezüglich des aufzunehmenden Rads, dass dieses mittig zwischen den beiden Aufnahmearmen 12, 14 positioniert ist. Selbst bei einer relativ ungenauen Positionierung der Greifvorrichtung gegenüber einem aufzunehmenden Objekt, im vorliegend erläuterten Beispiel einem Rad eines Kraftwagens, kann durch die schwimmende Lagerung der beiden Aufnahmearme 12, 14 ein derartiger Toleranzausgleich erfolgen, dass Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Greifvorrichtung 10 gegenüber dem aufzunehmenden Objekt ausgeglichen werden können. Infolgedessen kann ein aufzunehmendes Objekt sicher und korrekt mittels der Aufnahmearme 12, 14 aufgenommen und gegebenenfalls auch angehoben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011109597 A1 [0003]
