DE102017101290A1

DE102017101290A1 - Vorrichtung zur Bewegung eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102017101290A1
Application number: DE102017101290.7A
Authority: DE
Inventors: Achim Henkel; Thorsten Weppert
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-01-25
Also published as: CN108341250A; DE102017101290B4; US20180207806A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Bewegung eines Werkstücks (103), umfassend eine Greifeinheit (102) und eine Antriebseinheit (101), wobei die Greifeinheit (102) in einem ersten Zustand mechanisch mit der Antriebseinheit (101) gekoppelt ist, wobei die Greifeinheit (102) dazu ausgebildet ist, das Werkstück (103) zu greifen, und wobei die Antriebseinheit (101) dazu ausgebildet ist, die Vorrichtung (100) zu bewegen, wobei die Greifeinheit (102) in einem zweiten Zustand mechanisch von der Antriebseinheit (101) entkoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung eines Werkstücks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen werden üblicherweise dazu verwendet, ein Werkstück aus einer anderen Vorrichtung zu entnehmen, in eine andere Vorrichtung einzulegen oder auf einer Ablagefläche abzulegen. Die andere Vorrichtung kann beispielsweise ein Werkzeug sein, mit dem das Werkstück hergestellt worden ist oder mit dem es bearbeitet werden soll.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen werden häufig für den Transport eines Werkstücks aus Kunststoff verwendet. Beispielsweise kann das Werkstück mit der Vorrichtung aus dem Werkzeug oder der Form entnommen werden, mit dem bzw. mit der es hergestellt worden ist. Der Kunststoff kann beispielsweise ein Thermoplast, ein Duromer, ein Elastomer und/oder ein thermoplastischer Elastomer oder eine Kombination darauf sein.
Bekannte Vorrichtungen umfassen eine Antriebseinheit und eine Greifeinheit. Die Antriebseinheit ist dazu ausgebildet, die Vorrichtung zu bewegen, während die Greifeinheit dazu ausgebildet ist, das Werkstück zu greifen. Zu diesem Zweck umfasst die Greifeinheit ein Greifmittel. Die Greifeinheit kann dazu ausgebildet sein, das Greifmittel relativ zur Antriebseinheit zu bewegen. Beispielsweise kann das Greifmittel am Ende eines Greifarms angeordnet sein, der verschwenkbar, verlängerbar, verkürzbar und/oder neigbar ist.
Die Greifeinheit ist mechanisch mit der Antriebseinheit gekoppelt. Die Antriebseinheit stützt die Greifeinheit. Aufgrund der relativ großen Distanz zwischen dem Greifmittel und der Antriebseinheit entstehen bei der Bewegung des Greifmittels, insbesondere bei gegriffenem Werkstück, unerwünschte Schwingungen. Diese Schwingungen stellen eine Gefahr dar, da das Werkstück beschädigt werden könnte.
Die EP 1 063 072 A1 offenbart eine Vorrichtung mit einem Vibrationssensor, dessen Messdaten dazu verwendet werden, die Schwingungen des Greifmittels zu verringern.
Die AT 507 257 B1 offenbart eine Vorrichtung, bei der elastische Verformungen der Komponenten berücksichtigt werden, um die Schwingungen zu reduzieren.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Gefahr von Beschädigungen des Werkstücks verringert. Außerdem soll ein System mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zum Greifen eines Werkstücks geschaffen werden
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein System gemäß Anspruch 6 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Vorrichtung umfasst eine Greifeinheit und eine Antriebseinheit. Die Greifeinheit ist in einem ersten Zustand mechanisch mit der Antriebseinheit gekoppelt. Außerdem ist die Greifeinheit dazu ausgebildet, das Werkstück zu greifen. Die Antriebseinheit ist dazu ausgebildet, die Vorrichtung zu bewegen. Die Greifeinheit kann beispielsweise ein Greifmittel und einen Greifarm umfassen. Der Greifarm kann mechanisch mit der Antriebseinheit gekoppelt sein. Das Greifmittel kann zum Greifen des Werkstücks ausgebildet sein und am Greifarm angeordnet sein. Der Greifarm kann beispielsweise verschwenkbar, neigbar, verlängerbar und/oder verkürzbar sein, sodass durch eine Bewegung des Greifarms das Greifmittel relativ zur Antriebseinheit bewegt werden kann.
Die Greifeinheit ist in einem zweiten Zustand mechanisch von der Antriebseinheit entkoppelt. Die Greifeinheit kann also - beispielsweise automatisiert - von der Antriebseinheit entkoppelbar sein. Im entkoppelten Zustand kann die Greifeinheit anders befestigt und gestützt werden, sodass weniger unerwünschte Schwingungen des Greifmittels auftreten.
Beispielsweise kann die Greifeinheit näher am zu greifenden Werkstück befestigt werden, sodass die Distanz zwischen Befestigungspunkt und Greifmittel geringer ist. Wenn das Werkstück gegriffen ist und durch den Greifarm in einen Bereich bewegt worden ist, in dem die Gefahr von Beschädigungen geringer ist, kann die Greifeinheit wieder mechanisch mit der Antriebseinheit gekoppelt werden, um die Vorrichtung und das Werkstück zu bewegen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Greifeinheit dazu ausgebildet sein, das Werkstück im zweiten Zustand zu greifen. Zusätzlich dazu ist es selbstverständlich auch möglich, dass die Greifeinheit dazu ausgebildet ist, das Werkstück im ersten Zustand zu greifen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Greifeinheit ein Befestigungsmittel umfassen. Die Greifeinheit kann im zweiten Zustand mit dem Befestigungsmittel an einer weiteren Vorrichtung befestigbar sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die weitere Vorrichtung als ein Werkzeug zur Herstellung und/oder Bearbeitung des Werkstücks und/oder als eine Ablagevorrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die weitere Vorrichtung eine Form sein, in der das Werkstück geformt worden ist und aus der das Werkstück mittels der Greifeinheit entnommen werden soll. Die Ablagevorrichtung kann als Lagerplatz für ein oder mehrere Werkstück(e) ausgebildet sein. Die Vorrichtung zur Bearbeitung des Werkstücks kann beispielsweise eine Form sein, in der das Werkstück ummantelt wird. Hier ist eine besonders präzise Positionierung des Werkstücks im Werkzeug besonders wichtig. Die Vorrichtung kann bei einer Befestigung der Greifeinheit am Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks das Werkstück besonders präzise in dem Werkzeug positionieren.
Die Befestigung der Greifeinheit am Werkzeug zur Herstellung und/oder zur Bearbeitung des Werkstücks ist vorteilhaft, da die Distanz zwischen dem Befestigungspunkt der Greifeinheit und dem Werkstück verringert wird, sodass weniger Schwingungen auftreten und die Gefahr von Beschädigungen des Werkstücks verringert wird. Wenn das Werkstück unter Verwendung der Greifeinheit aus dem Werkzeug entnommen worden ist, kann die Greifeinheit wieder mechanisch mit der Antriebseinheit gekoppelt werden, da die Gefahr nicht mehr besteht, dass das Werkstück gegen das Werkzeug schlägt. Ein ähnlicher Vorteil ergibt sich, wenn die Greifeinheit an der Ablagevorrichtung befestigt wird und das Werkstück auf der Ablagevorrichtung abgelegt werden oder von ihr abgehoben werden soll. Eine Positionierung des Werkstücks im Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks kann mittels der Vorrichtung besonders präzise vorgenommen werden, wenn die Greifeinheit am Werkzeug befestigt ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Befestigungsmittel ein Ausrichtelement umfassen, das dazu ausgebildet ist, die Greifeinheit bei Befestigung der Greifeinheit an der weiteren Vorrichtung relativ zur weiteren Vorrichtung auszurichten. Beispielsweise kann die weitere Vorrichtung ein weiteres Ausrichtelement umfassen, wobei die beiden Ausrichtelemente für eine formschlüssige Befestigung der Greifeinheit an der weiteren Vorrichtung ausgebildet sind.
Das weitere Ausrichtelement ist vorzugsweise ein Bestandteil der weiteren Vorrichtung. Die formschlüssige Verbindung ist besonders vorteilhaft, da sie einfach hergestellt und gelöst werden kann. Außerdem kann mittels der formschlüssigen Verbindung einfach eine Ausrichtung der Greifeinheit relativ zur weiteren Vorrichtung erreicht werden.
Die Ausrichtung der Greifeinheit relativ zur weiteren Vorrichtung ist insbesondere bei automatisierten Herstellungsprozessen vorteilhaft, da auf diese Weise eine besonders gute Wiederholgenauigkeit und genaue Positionierung der Greifeinheit und des Werkstücks erreicht wird.
Die Ausrichtelemente können beispielsweise als Stift und Bohrung, Kegel und Kegelstumpf oder als Kugel und Schale ausgebildet sein.
Das System gemäß Anspruch 6 umfasst eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung und die weitere Vorrichtung.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die weitere Vorrichtung das weitere Ausrichtelement umfassen, das für eine formschlüssige Verbindung mit dem Ausrichtelement der Vorrichtung ausgebildet ist.
Gemäß dem Verfahren des Anspruchs 8 wird die Greifeinheit an der weiteren Vorrichtung befestigt und danach von der Antriebseinheit entkoppelt. Die Greifeinheit kann vor diesen beiden Schritten das Werkstück gegriffen haben. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Werkstück in der weiteren Vorrichtung bearbeitet werden soll. Alternativ kann die Greifeinheit das Werkstück auch erst nach der Entkopplung der Greifeinheit von der Antriebseinheit greifen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Werkstück aus der weiteren Vorrichtung entnommen werden soll.
Die Befestigung der Greifeinheit an der weiteren Vorrichtung kann insbesondere mit dem Befestigungsmittel erfolgen. Vorzugsweise wird die Greifeinheit bei der Befestigung unter Verwendung der Ausrichtelemente relativ zur weiteren Vorrichtung ausgerichtet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung in Richtung des Werkstücks bewegt werden, bevor die Greifeinheit an der weiteren Vorrichtung befestigt wird. Diese Bewegung der Vorrichtung kann beispielsweise durch die Antriebseinheit ausgelöst und/oder durchgeführt werden. Auf diese Weise lässt sich einerseits eine relativ große Beweglichkeit der Vorrichtung erreichen. Andererseits werden relativ geringe Schwingungen des Werkstücks in der Nähe der weiteren Vorrichtung erreicht.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren die Bewegung des Werkstücks weg von der weiteren Vorrichtung umfassen, nachdem das Werkstück gegriffen wurde. Anschließend kann die Greifeinheit an die Antriebseinheit gekoppelt werden. Danach kann die Befestigung der Greifeinheit an der weiteren Vorrichtung gelöst werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Abbildung.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung mit gegriffenem Werkstück.
Die Vorrichtung 100 umfasst eine Antriebseinheit 101, eine Greifeinheit 102. Die Greifeinheit 102 ist mit der Antriebseinheit 101 koppel- und entkoppelbar. Die Greifeinheit ist zum Greifen eines Werkstücks 103 ausgebildet. Beispielsweise kann die Greifeinheit 102 mit der Antriebseinheit 101 gekoppelt werden, wenn das Werkstück 103 über eine relativ große Strecke mit wenigen Hindernissen in der Nähe des Werkstücks 103 transportiert werden soll.
Die Greifeinheit 102 kann von der Antriebseinheit 101 entkoppelt werden, wenn eine möglichst präzise Bewegung des Werkstücks 103 erreicht werden soll. Bevor die Greifeinheit 102 von der Antriebseinheit 101 entkoppelt wird, kann sie mit einem Befestigungsmittel 106 an einer weiteren Vorrichtung 104 befestigt werden. Zu diesem Zweck weist auch die weitere Vorrichtung 104 ein Befestigungsmittel 105 auf. Die Befestigungsmittel 106 und 105 können Ausrichtelemente aufweisen, mit denen die Greifeinheit 102 relativ zur weiteren Vorrichtung 104 ausgerichtet wird, wenn die Greifeinheit 102 an der weiteren Vorrichtung 104 befestigt wird.
Die weitere Vorrichtung kann beispielsweise ein Werkzeug zur Herstellung des Werkstücks 103 sein. In diesem Fall kann die Vorrichtung 100 dazu genutzt werden, das Werkstück 103 aus der weiteren Vorrichtung 104 zu entnehmen. Das Werkstück 103 wird dann erst von der Greifeinheit 102 gegriffen, wenn die Greifeinheit 102 von der Antriebseinheit 101 entkoppelt und an der weiteren Vorrichtung 104 befestigt ist.
Die Befestigung der Greifeinheit 102 an der weiteren Vorrichtung 104 und die Entkopplung von der Antriebseinheit 101 haben den Vorteil, dass der Abstand zwischen dem Greifmittel der Greifeinheit 102, das das Werkstück 103 greift, und dem Werkstück 103 kleiner ist, wodurch das Werkstück 103 weniger starken Schwingungen ausgesetzt ist. Dies verringert die Gefahr von Beschädigungen des Werkstücks 103 bei der Entnahme aus der weiteren Vorrichtung 104.
Die weitere Vorrichtung 104 kann auch ein Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks 103 sein. In diesem Fall ist das Werkstück 103 bereits zuvor durch die Greifeinheit 102 gegriffen worden. Das Werkstück 103 soll möglichst präzise in der weiteren Vorrichtung 104 positioniert werden. Dies erfolgt, indem die Greifeinheit 102 an der weiteren Vorrichtung 104 befestigt wird und danach von der Antriebseinheit 101 entkoppelt wird. Die Positionierung des Werkstücks 103 kann dann besonders präzise erfolgen, da der Abstand zwischen dem Befestigungsmittel 106 und dem Werkstück 103 geringer ist als der Abstand zwischen der Antriebseinheit 101 und dem Werkstück 103. Eine Entnahme des Werkstücks 103 aus dem Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks 103 kann in ähnlicher Weise erfolgen, wie das Werkstück 103 aus dem Werkzeug zur Herstellung entnommen werden kann.
Die weitere Vorrichtung 104 kann auch eine Ablagefläche umfassen, auf der das Werkstück 103 abgelegt werden soll. In diesem Fall kann das Werkstück 103 in ähnlicher Weise auf der Ablagefläche abgelegt werden, wie es in dem Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks 103 positioniert werden kann. Wenn das Werkstück 103 von der Ablagefläche abgehoben werden soll, kann dies in ähnlicher Weise erfolgen, wie das Werkstück 103 aus dem Werkzeug zur Herstellung des Werkstücks 103 entnommen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1063072 A1 [0006]
AT 507257 B1 [0007]

Claims

Vorrichtung (100) zur Bewegung eines Werkstücks (103), umfassend eine Greifeinheit (102) und eine Antriebseinheit (101), wobei die Greifeinheit (102) in einem ersten Zustand mechanisch mit der Antriebseinheit (101) gekoppelt ist, wobei die Greifeinheit (102) dazu ausgebildet ist, das Werkstück (103) zu greifen, und wobei die Antriebseinheit (101) dazu ausgebildet ist, die Vorrichtung (100) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinheit (102) in einem zweiten Zustand mechanisch von der Antriebseinheit (101) entkoppelt ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinheit (102) dazu ausgebildet ist, das Werkstück (103) im zweiten Zustand zu greifen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinheit (102) ein Befestigungsmittel (106) umfasst, wobei die Greifeinheit (102) im zweiten Zustand mit dem Befestigungsmittel (106) an einer weiteren Vorrichtung (104) befestigbar ist.
Vorrichtung (100) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Vorrichtung (104) als ein Werkzeug zur Herstellung und/oder Bearbeitung des Werkstücks (103) und/oder als eine Ablagevorrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (106) ein Ausrichtelement umfasst, das dazu ausgebildet ist, die Greifeinheit (102) bei Befestigung der Greifeinheit (102) an der weiteren Vorrichtung (104) relativ zur weiteren Vorrichtung (104) auszurichten.
System, umfassend eine Vorrichtung (100) nach zumindest einem der vorherigen drei Ansprüche und die weitere Vorrichtung (104).
System nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Vorrichtung (104) ein weiteres Ausrichtelement umfasst, das für eine formschlüssige Verbindung mit dem Ausrichtelement der Vorrichtung (100) ausgebildet ist.
Verfahren zum Greifen eines Werkstücks (103) mit einer Vorrichtung (100) nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Befestigung der Greifeinheit (102) an der weiteren Vorrichtung (104); und daraufhin - Entkopplung der Greifeinheit (102) von der Antriebseinheit (101); und - Greifen des Werkstücks (103) mit der Greifeinheit (102).
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) in Richtung des Werkstücks (103) bewegt wird, bevor die Greifeinheit (102) an der weiteren Vorrichtung (104) befestigt wird.
Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Bewegung des Werkstücks (103) weg von der weiteren Vorrichtung (104), nachdem das Werkstück (103) gegriffen wurde; und daraufhin - Kopplung der Greifeinheit (102) an die Antriebseinheit (101); und daraufhin - Lösung der Befestigung der Greifeinheit (102) an der weiteren Vorrichtung (104).