-
Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zum Aufnehmen und Bewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Werkstückes. Derartige Greifvorrichtungen können beispielsweise dazu eingesetzt werden, zu bearbeitende Werkstücke aus einem Magazin, insbesondere einer Palette, Kiste oder Schachtel zu entnehmen und einer Aufnahmeeinheit einer Bearbeitungsmaschine zuzuführen. So können beispielsweise mit einer gattungsgemäßen Greifvorrichtung aus einer Schachtel Drehteile entnommen werden, um sie einem Spannfutter einer Drehmaschine zur weiteren Bearbeitung zuzuführen. Typischerweise sind die Drehteile in der Schachtel vergleichsweise dicht gepackt, so dass schon das Fassen der Teile mittels der Greifvorrichtung, um sie aus der Schachtel entnehmen zu können, gewisse Anforderungen an die Greifvorrichtung stellt. Auch das Umrüsten der Greifvorrichtung auf Werkstücke mit abweichender Geometrie verursacht nach dem Stand der Technik erheblichen Aufwand.
-
Eine Greifvorrichtung nach dem Stand der Technik ist in der Europäischen Patentanmeldung
EP 0 303 000 A2 beschrieben. In der genannten Schrift ist eine Greifvorrichtung offenbart, welche ein Werkstück mittels dreier Greiffinger fassen kann. Von den drei Greiffingern sind dabei zwei gegenläufig auf einer gemeinsamen Achse in der Art zweier Scherenklingen auf einander zu bewegbar, was zu einer nicht immer optimalen Richtung des Vektors der Klemmkraft auf das Werkstück führt. Daneben ist die Anpassung der Greifvorrichtung an neue Geometrien des zu greifenden Werkstückes nach der Lehre der in der genannten Schrift beschriebenen Erfindung nicht befriedigend gelöst.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Greifvorrichtung anzugeben, die einfach anzusteuern ist und welche ebenfalls auf einfache Weise an neue Anwendungssituationen angepasst werden kann.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
-
Eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung zum Aufnehmen und Bewegen eines Gegenstandes umfasst mindestens drei Greiffinger zum Fassen des Gegenstandes, wobei die Greiffinger zum Fassen und Loslassen des Gegenstandes jeweils auf einer Kreisbahn um eine Achse bewegbar sind. Erfindungsgemäß sind die Achsen jeweils an unterschiedlichen Winkelpositionen auf einem Kreisbogen angeordnet, so dass ein gleichmäßiges Greifen von Werkstücken unterschiedlichster Geometrie von außen wie von innen ohne Verwendung zusätzlicher Rüstwerkzeuge möglich ist.
-
Unter einem Greifen von innen wird dabei insbesondere eine Greifsituation verstanden, bei welcher beispielsweise ein hohlzylindrisches Werkstück von der Innenseite her gegriffen wird und die Greiffinger somit eine Kraft radial von der Rotationssymmetrieachse des Werkstückes nach außen auf die Innenseite des Zylindermantels ausüben.
-
Ein besonders schonendes und dabei sicheres Greifen eines Werkstückes wird dabei in einer ersten Variante der Erfindung dadurch erreicht, dass die Achsen (A) auf dem Kreisbogen in gleichen Winkelabständen angeordnet sind. In diesem Fall erfolgt ein zentriertes Greifen, d. h. die Greiffinger bewegen sich in demjenigen Fall, in dem sie gleich lang sind, mindestens auf einem Abschnitt der Kreisbahn auf ein gemeinsames Zentrum zu.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein mechanischer Anschlag zur Begrenzung der maximalen Öffnung der Greifvorrichtung vorhanden, so dass die Bewegung der Greiffinger um die Achse begrenzt ist. Der maximale Öffnungswinkel ist dadurch einstellbar, dass die Relativpositionen der Achsen gegenüber dem Anschlag verändert werden können.
-
Insbesondere für reine Handlingsaufgaben kann hier die oben beschriebene einfache Kinematik vorteilhaft verwendet werden. Hinzu kommt, dass die Betätigung der Greiffinger über eine Robotersteuerung ansteuerbar ist und eine SPS-Zykluszeit nicht berücksichtigt werden muss, womit sich kürzere Taktzeiten realisieren lassen. Die beschriebene Lösung kann besonders vorteilhaft für Magazinierbetrieb, also zur Entnahme von Werkstücken aus Magazinen, wo die Werkstücke typischerweise eng gepackt liegen, zur Anwendung kommen. Insbesondere für derartige Anwendungen muss die maximale Öffnung der Greifvorrichtung exakt begrenzt werden. Die Erfindung ermöglicht es weiterhin, auf aufwendige Servoantriebe zu verzichten.
-
Die Einstellung der Relativpositionen der Achsen gegenüber dem Anschlag kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Achsen um den Mittelpunkt des oben beschriebenen Kreises um einen bestimmten Winkelbetrag drehbar sind.
-
Hierzu können die Achsen auf einer Rüstmaske angeordnet sein, welche gegenüber dem mindestens einen Anschlag um den Mittelpunkt des Kreises drehbar gelagert ist. Unter einer Rüstmaske im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesondere ein Trägerkörper verstanden werden, auf welchem die Greiffinger gelagert sind.
-
Der mindestens eine Anschlag kann auf einem Getriebegehäuse angeordnet sein, gegenüber welchem die Rüstmaske drehbar gelagert ist; dabei kann mindestens ein Eingriffselement vorhanden sein, mittels welchem die Rüstmaske mit dem Getriebegehäuse drehfest verbunden werden kann.
-
Bei dem Eingriffselement kann es sich beispielsweise um mindestens einen mit dem Getriebegehäuse verbundenen Stift handeln, welcher in mindestens eine Bohrung auf der Rüstmaske einführbar ist. Dadurch, dass die Rüstmaske gegenüber dem Getriebegehäuse entlang der Achsen beweglich gelagert sein kann, wird eine Möglichkeit geschaffen, den Stift zur Verdrehsicherung der Rüstmaske gegenüber dem Getriebegehäuse in die Bohrung einzuführen beziehungsweise aus dieser herauszuziehen, um eine Verdrehung der Rüstmaske gegenüber dem Getriebegehäuse zu ermöglichen. Dieser Vorgang kann vollständig unter Verwendung einer Robotersteuerung erfolgen.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind auf den Achsen mindestens drei Zahnräder angeordnet, welche jeweils in Eingriff mit einen zentralen Antriebszahnrad stehen und wobei die Drehachse des zentralen Antriebszahnrades mit der Drehachse der Rüstmaske zusammenfällt.
-
Zum Antrieb des zentralen Antriebszahnrades kann beispielsweise ein pneumatischer Schwenkantrieb vorhanden sein. Derartige Antriebe zeichnen sich unter anderem durch ihr geringes Gewicht aus, was der Dynamik und damit den Taktzeiten der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung zugutekommt. Es ist selbstverständlich ebenso denkbar, Antriebe zu verwenden, die auf anderen Wirkprinzipien beruhen, beispielsweise elektrische oder hydraulische Antriebe.
-
Dadurch, dass ein Drehwinkelsensor zur Bestimmung der Drehstellung des pneumatischen Schwenkantriebes vorhanden ist, kann eine einfache Prüfung der korrekten Einstellung des maximalen Öffnungswinkels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgen. Ein Anschlag zur Begrenzung des Schließvorganges ist in der Regel nicht erforderlich - in diesem Fall wird der Schließvorgang üblicherweise durch das zu greifende Werkstück begrenzt. Allerdings kann der Drehwinkelsensor durchaus dazu verwendet werden, eine Prüfung dahingehend vorzunehmen, ob ein Teil aufgenommen wurde oder auch zu ermitteln, ob sich das richtige Teil in der Greifvorrichtung befindet.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine exemplarische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Greifvorrichtung.
-
1 zeigt in einer schematischen, perspektivischen Darstellung eine exemplarische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Greifvorrichtung 1. Die gezeigte Greifvorrichtung 1 umfasst dabei ein auf einem Antrieb, beispielsweise einem pneumatischen Schwenkantrieb 2 mit einem Pneumatikanschluss 3 angeordnetes Getriebegehäuse 4. Das Getriebegehäuse 4 enthält (in der Figur nicht gezeigt) drei Zahnräder, welche jeweils in Eingriff mit einem zentralen Antriebszahnrad stehen und dieses in gleichmäßigen Winkelabständen umgeben. Eingezeichnet in der Figur ist die Drehachse B des zentralen Antriebszahnrades sowie die Achsen A der dieses umgebenden Zahnräder. Auf den Achsen A angeordnet sind Fingeraufnahmen 5, welche drehfest auf den Achsen A angeordnet sind und sich somit mit den Zahnrädern zusammen drehen lassen.
-
Die Fingeraufnahmen 5 können beispielsweise aus Edelstahl oder einem anderen passenden Werkstoff gefertigt sein. Sie tragen im gezeigten Beispiel die hier als langgestreckte Stifte ausgebildeten Greiffinger 6, welche beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt sein können, um ein schonendes Greifen von druckempfindlichen Werkstücken zu ermöglichen. Ebenfalls auf den Fingeraufnahmen 5 angeordnet sind Stopper 7, welche bei einer Rotation der Fingeraufnahmen 5 und damit der Greiffinger 6 um die Achsen A gegen die mit dem Getriebegehäuse 4 fest verbundenen Anschläge 8 laufen. Die Fingeraufnahmen 5 sind in der Weise auf einer Rüstmaske 9 angeordnet, dass sie sich zur Einstellung eines maximalen Öffnungswinkels der Greiffinger 6 zusammen mit der Rüstmaske 9 um die Drehachse B des zentralen Antriebszahnrades verdrehen lassen. Hierzu kann die Rüstmaske 9 mittels einer in der Figur nicht gezeigten Vorrichtung entlang den Achsen A und der Drehachse B axial nach vorne geschoben werden, so dass die am äußeren Umkreis der Rüstmaske 9 angeordneten Bohrungen 10 von den Stiften 11 freigegeben werden und eine Drehung der Rüstmaske 9 gegenüber den Getriebegehäuse 4 möglich wird. Nach der Verdrehung um den gewünschten Drehwinkel wird die Rüstmaske 9 in axialer Richtung zurück bewegt. Die mit dem Getriebegehäuse 4 fest verbundenen, als Stifte 11 ausgebildeten Eingriffselemente greifen dann wieder in die Bohrungen 10 ein und ein neuer maximaler Öffnungswinkel bzw. ein neuer maximaler Öffnungsdurchmesser der Greiffinger 6 ist eingestellt.
-
Mittels eines am pneumatischen Schwenkantrieb 2 angeordneten Analogsensors 12 als Drehwinkelsensor kann dann geprüft werden, ob der gewünschte maximale Öffnungswinkel korrekt eingestellt ist. Der Betrieb der gesamten Vorrichtung kann ausschließlich über den Pneumatikanschluss 3 erfolgen, so dass eine aufwendige und zeitraubende SPS-Steuerung der Mechanik entfallen kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Greifvorrichtung
- 2
- Pneumatischer Schwenkantrieb
- 3
- Pneumatikanschluss
- 4
- Getriebegehäuse
- 5
- Fingeraufnahme
- 6
- Greiffinger
- 7
- Stopper
- 8
- Anschlag
- 9
- Rüstmaske
- 10
- Bohrung
- 11
- Eingriffselement
- 12
- Drehwinkelsensor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
