DE102019119657A1 - Werkzeugwechsler für einen Roboter und Wechselsystem hierfür - Google Patents

Werkzeugwechsler für einen Roboter und Wechselsystem hierfür Download PDF

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Abstract

Werkzeugwechsler (10) für einen Roboter, mit einer Basiseinheit (12) und mit einer an der Basiseinheit (12) verriegelbaren Wechseleinheit (14), mit an der Basiseinheit (12) vorgesehenen verlagerbaren Verriegelungselementen (60, 62) und mit an der Wechseleinheit (14) vorgesehenen Aufnahmen (80), wobei die Verriegelungselemente (60, 62) in einer Verriegelungslage zur Verriegelung der Wechseleinheit (14) an der Basiseinheit (12) mit den Aufnahmen (80) zusammenwirken und in einer Entriegelungslage die Aufnahmen (80) freigeben, und mit einem an der Basiseinheit (12) vorgesehenen, um seine Längsachse (25) verdrehbar gelagerten Drehglied (24), wobei die Verriegelungselemente (60, 62) mit dem Drehglied (24) so bewegungsgekoppelt sind, dass beim Verdrehen des Drehglieds (24) die Verriegelungselemente (60, 62) verlagert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehglied (24) mit einem drehfesten und axial verlagerbaren Stellglied (42) bewegungsgekoppelt ist, so dass bei einer Verdrehung des Drehlieds (24) das Stellglied (42) seine Position in Axialrichtung (41) ändert, dass das Stellglied (42) mit einem Drehbolzen (50), der sich quer zur Längsachse (25) des Stellglieds (42) erstreckt, bewegungsgekoppelt ist oder diesen bildet, dass an den Verriegelungselementen (60, 62) jeweils ein Gelenkbolzen (58) vorgesehen ist und dass zwischen dem Drehbolzen (50) und dem jeweiligen Gelenkbolzen (58) jeweils wenigstens ein Hebelarm (54, 56) vorgesehen ist, so dass beim Verlagern des Drehbolzens (50) in Axialrichtung (41) die Gelenkbolzen (58), und damit die Verriegelungselemente (60, 62), in quer zur Axialrichtung (41) verlaufender Querrichtung (68) bewegt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler für einen Roboter, mit einer Basiseinheit und mit einer an der Basiseinheit verriegelbaren Wechseleinheit, mit an der Basiseinheit vorgesehenen verlagerbaren Verriegelungselementen und mit an der Wechseleinheit vorgesehenen Aufnahmen, wobei die Verriegelungselemente in einer Verriegelungslage zur Verriegelung der Wechseleinheit an der Basiseinheit mit den Aufnahmen zusammenwirken und in einer Entriegelungslage die Aufnahmen freigeben, und mit einem an der Basiseinheit vorgesehenen, um seine Längsachse verdrehbar gelagerten Drehglied, wobei die Verriegelungselemente mit dem Drehglied so bewegungsgekoppelt sind, dass beim Verdrehen des Drehglieds die Verriegelungselemente verlagert werden.
  • Die Basiseinheit ist dabei insbesondere so eingerichtet, dass sie an das freie Ende eines Roboterarms anordenbar ist. Die Wechseleinheit ist dabei insbesondere so eingerichtet, dass sie zur Anordnung an ein Werkzeug oder eine Greifeinheit ausgebildet ist.
  • Roboter werden bei industriellen Montagestraßenanwendungen und anderen Produktionsanwendungen eingesetzt, um sich wiederholende Aufgaben hochgenau durchführen. Beispielsweise werden Roboter allgemein in der Automobilindustrie verwendet, um eine Anzahl von Aufgaben durchzuführen, wie beispielsweise Materialtransport, Schneiden, Schweißen, Fügen und dergleichen.
  • Ein eingangs genannter Werkzeugwechsler ist beispielsweise aus der DE 112009002163 T5 bekannt. Dort sind die Verriegelungselemente als Wälzkörper ausgebildet. Zur Betätigung der Verriegelungselemente ist dort als Drehglied ein Kolben mit Nockenflächen mit mehreren Facetten bekannt, welche gegen die Wälzkörper wirken.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugwechsler der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Verriegelungselemente in der Verriegelungslage mit vergleichsweise hohen Kräften gegen die Aufnahmen wirken. Dabei soll gleichzeitig ein möglichst schnelles Verlagern der Verriegelungselemente erfolgen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Werkzeugwechsler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ein solcher Werkzeugwechsler sieht insbesondere vor, dass das Drehglied mit einem drehfesten und axial verlagerbaren Stellglied bewegungsgekoppelt ist, so dass bei einer Verdrehung des Drehglieds das Stellglied seine Position in Axialrichtung ändert. Das Drehglied als solches kann dabei ebenfalls seine axiale Position ändern; allerdings ist auch denkbar, dass das Drehglied und das Stellglied so miteinander bewegungsgekoppelt sind, dass das Drehglied beim Verdrehen seine axiale Position nicht ändert. Ferner ist vorgesehen, dass das Stellglied mit einem Drehbolzen, der sich quer zur Längsachse des Stellglieds erstreckt, bewegungsgekoppelt ist oder diesen bildet, dass an den Verriegelungselementen jeweils ein Gelenkbolzen vorgesehen ist und dass zwischen den Drehbolzen und dem jeweiligen Gelenkbolzen jeweils wenigstens ein Hebelarm vorgesehen ist. Die jeweiligen Hebelarme sind so eingerichtet, dass beim Verlagern des Drehbolzens in Axialrichtung die Gelenkbolzen, und damit die Verriegelungselemente, in quer zur Axialrichtung verlaufender Querrichtung bewegt werden. Zwischen den Drehbolzen und dem jeweiligen Gelenkbolzen können auch jeweils mehrere Hebelarme vorgesehen sein. Das Bereitstellen einer derartigen Betätigungsmechanik der Verriegelungselemente hat den Vorteil, dass durch Verwendung der Hebelarme die Verriegelungselemente, solange sie sich nicht in der Verriegelungslage befinden, vergleichsweise große Wege unter vergleichsweise geringer Kraft zurücklegen können. Dann, wenn die Verriegelungselemente in den Bereich der Verriegelungslage kommen, legen sie vergleichsweise kleine Wege unter Bereitstellung vergleichsweise großer Kräfte zurück. Durch Vorsehen der Hebelarme kann zudem die Bewegung des Stellglieds in Axialrichtung vorteilhaft umgelenkt werden in eine Bewegung der Verriegelungselemente in Querrichtung. Insgesamt kann die Bewegung des Drehbolzens und der Gelenkbolzen zudem vergleichsweise verschleißfrei erfolgen.
  • Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Gelenkbolzen und die Drehbolzen kreiszylindrisch ausgebildet und parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Anders als beim bekannten Stand der Technik in Form der DE 11 2009 002 163 T5 finden also keine Wälzkörper Verwendung, welche aufgrund der Relativbewegungen der damit bewegungsgekoppelten Bauteile hohen Belastungen und einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind.
  • Ferner ist ferner vorteilhaft, wenn das Drehglied einen Kopf und eine Gewindestange umfasst, wobei der Kopf mittels eines Drehwerkzeugs drehbar ist und wobei die Gewindestange in einer an der Basiseinheit drehfest angeordneten Gewindehülse drehbar gelagert ist. Die Gewindestange und die Gewindehülse können dabei unmittelbar zusammenwirken; das Gewinde der Gewindestange greift dann in ein Gewinde der Gewindehülse ein. Allerdings ist auch denkbar, dass zwischen der Gewindestange und der Gewindehülse Wälzkörper vorgesehen sind, um die Reibung zwischen Gewindestange und Gewindehülse zu minimieren. Bei dem Drehwerkzeug kann es sich um ein handbetätigtes Drehwerkzeug oder um ein maschinell betätigtes Drehwerkzeug handeln. Das Vorsehen eines maschinell betätigten Drehwerkzeugs hat den Vorteil, dass ein Betätigen des Drehglieds automatisiert erfolgen kann.
  • Das Stellglied ist dabei vorteilhafterweise auf der dem Kopf abgewandten Seite des Drehglieds in Axialrichtung drehentkoppelt am Drehglied vorgesehen. Die Drehentkopplung kann beispielsweise derart realisiert sein, dass das Stellglied einen Koppelabschnitt des Drehglieds durchgreift und hinterschneidet.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Kopf eine Angriffsfläche für das Drehwerkzeug aufweist und dass an der Basiseinheit ein Sicherungselement vorgesehen ist, das zur Drehsicherung des Drehglieds mit der Angriffsfläche zusammenwirkt. Das Sicherungselement ist dabei so eingerichtet, dass es bei Aufsetzen des Drehwerkzeugs auf den Kopf oder bei Drehen des Drehwerkzeugs aus einer Sicherungslage in eine Freigabelage rückt. Das Sicherungselement kann beispielsweise ein in Axialrichtung federbeaufschlagter Sicherungskeil sein, der an einer Abflachung des Kopfes anliegt und dadurch ein Verdrehen des Drehglieds verhindert. Beim Aufsetzen des Drehwerkzeugs kann dieser Sicherungskeil in Axialrichtung nach hinten aus der Sicherungslage in die Freigabelage verlagert werden, wodurch ein Verdrehen des Drehglieds möglich wird.
  • Die beiden Hebelarme sind ferner vorzugsweise wenigstens abschnittsweise übereinander und/oder aneinander liegend angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine platzsparende Anordnung.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn die Verriegelungselemente als Schieberelemente in der Basiseinheit geführt gelagert ausgebildet sind. Die Schieberelemente sind dabei insbesondere so geführt gelagert, dass sie sich lediglich in Drehrichtung bewegen können. Damit kann eine eindeutige Bewegungsrichtung der Schieberelemente vorgegeben werden.
  • Die Schieberelemente können insbesondere auf der der jeweiligen Aufnahme zugewandten Seite Keilabschnitte vorsehen. Die Aufnahmen können insbesondere als komplementär dazu ausgebildete Keilaufnahmen ausgeführt sein.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn die Aufnahmen wenigstens bedingt elastisch nachgiebig ausgebildet sind und/oder wenigstens bedingt elastisch an der Wechseleinheit angeordnet sind. Damit kann erreicht werden, dass die Aufnahmen bei Erreichen der Verriegelungslage elastisch nachgiebig ausgelenkt werden, wodurch die Verriegelungselemente in der Verriegelungslage unter einer Vorspannung gegen die Aufnahmen wirken. Das Vorsehen einer derartigen Vorspannung hat den Vorteil, dass sich insbesondere aus Fertigungstoleranzen ergebendes Spiel ausgeglichen werden kann. Dabei ist vorteilhaft, wenn Federelemente vorgesehen sind, die die Aufnahmen federvorgespannt gegen die Wechseleinheit beaufschlagen. Als Federelemente können insbesondere Spiral- oder Tellerfedern Verwendung finden.
  • Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Entriegelungslage die Verbindungsachsen zwischen dem jeweiligen Gelenkbolzen und dem Drehbolzen mit der Axialrichtung einen Winkel α im Bereich von 30° bis 60°, und vorzugsweise im Bereich von 40° bis 50° einschließen und/oder wenn in der Verriegelungslage die Verbindungsachsen zwischen dem jeweiligen Gelenkbolzen und dem Drehbolzen mit der Axialrichtung einen Winkel β im Bereich von über 86° und unter 90°einschließen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass insbesondere in der Verriegelungslage eine hohe Kraftübertragung durch die Hebelarme bereitgestellt werden kann; insgesamt findet folglich eine Verriegelung mit vergleichsweise hohen Kräften statt.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn ein verstellbarer Axialanschlag zur Einstellung der Endlage des Stellglieds in Axialrichtung vorgesehen ist. Mit Einstellung der Endlage kann letztlich auch der Winkel β eingestellt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Stellglied einen Totpunkt bei Winkel β = 90° nicht überschreitet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist denkbar, dass an der Wechseleinheit Positionierausnehmungen oder Positionierstifte vorgesehen sind, mit welchen die Wechseleinheit an einer Wechselstation ortsgenau positionierbar ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Wechseleinheit, insbesondere dann, wenn sie von der Basiseinheit gelöst ist, an einer Wechselstation gelagert werden kann.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Wechselsystem mit einem erfindungsgemäßen Werkzeugwechsler und mit einer Wechselstation, wobei die Wechselstation ein Drehwerkzeug zum Verdrehen des Drehglieds aufweist und wobei die Wechselstation Positionierstifte oder Positionierausnehmungen aufweist, mit welchen die Wechseleinheit an der Wechselstation positionierbar ist. Durch ein solches Wechselsystem kann also ein vollautomatisiertes Betätigen des Werkzeugwechslers erreicht werden.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Wechselsystem mit einem Werkzeugwechsler und mit einer Wechselstation;
    • 2 den Werkzeugwechsler gemäß 1;
    • 3 das Wechselsystem gemäß 2, mit entriegelter Wechseleinheit;
    • 4 einen Ausschnitt aus dem Wechselsystem gemäß 1 beim Anfahren des Werkzeugwechslers an die Wechselstation;
    • 5 die Ansicht gemäß 4 mit an der Wechselstation angeordnetem Werkzeugwechsler;
    • 6 einen Längsschnitt durch das Wechselsystem gemäß 3;
    • 7 einen Querschnitt durch das Wechselsystem gemäß 8;
    • 8 einen der 7 entsprechenden Querschnitt in der Verriegelungslage;
    • 9 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf das Basisteil ohne Gehäuse;
    • 10 die Verriegelungselemente der Basiseinheit mit dem zugehörigen Bewegungsmechanismus in der Entriegelungslage; und
    • 11 eine der 10 entsprechende Ansicht in der Verriegelungslage.
  • In den Figuren ist ein Werkzeugwechsler 10 gezeigt, der eine Basiseinheit 12 und eine Wechseleinheit 14 umfasst. Ferner ist insbesondere in den 1 bis 5 eine Wechselstation 16 gezeigt, an welche der Werkzeugwechsler 10 zum Lösen der Wechseleinheit 14 von der Basiseinheit 12 angedockt werden kann. Der Werkzeugwechsler 10 und die Wechselstation bilden zusammen ein Wechselsystem 18.
  • Die Basiseinheit 12 ist dabei an dem freien Ende eines Roboterarms anordenbar. Über den Roboterarm, der in den Figuren nicht gezeigt ist, kann die Basiseinheit 12 frei im Raum bewegt werden und u.a. auch zur Wechselstation 16 verfahren werden. Im Betrieb ist an der Wechseleinheit 14 insbesondere ein Werkzeug oder ein Handhabungssystem, wie eine Greifvorrichtung, angeordnet, um Bauteile zu bearbeiten oder handzuhaben. Zum Austausch des Werkzeugs oder der Handhabungseinheit kann die Wechseleinheit 14 von der Basiseinheit 12 gelöst werden. Dazu wird der Werkzeugwechsler 10, also die Basiseinheit 12 zusammen mit der Wechseleinheit 14, hin zur Wechselstation 16 verfahren, wie es in 2 gezeigt ist. Um ein positionsgenaues Andocken des Werkzeugwechslers 10 an der Wechselstation 16 zu erreichen, sind an der Wechselstation 16 drei Positionierstifte 20 vorgesehen, die in an der Wechseleinheit 14 vorgesehene Positionierausnehmungen 22, wie sie in 6 angedeutet sind, eintauchen können.
  • Wie in den 1 bis 5 deutlich wird, ist an der Basiseinheit 12 ein Drehglied 24 vorgesehen, welches um seine Längsachse 25 verdrehbar gelagert ist. 4 und 5 ist das Gehäuse der Basiseinheit 12 lediglich gestrichelt gezeigt, um die Bauteile innerhalb der Basiseinheit 12 sichtbar zu machen.
  • Wie insbesondere aus dem Schnitt gemäß 6 deutlich wird, umfasst das Drehglied 24 einen Kopf 26 und eine Gewindestange 28. Der Kopf 26 weist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Angriffsflächen in Form von Abflachungen 30 für ein drehbar antreibbares Drehwerkzeug 32 auf. Das Drehwerkzeug 32 ist, wie aus insbesondere den 1 bis 5 deutlich wird, gabelartig ausgebildet und an der Wechselstation 16 drehbar antreibbar angeordnet. Das Drehwerkzeug 32 weist dabei Angriffsflächen 34 auf, welche parallel zu den Abflachungen 30 ausgebildet sind. In der an der Wechselstation 16 angedockten Position des Werkzeugwechslers 10 liegen folglich die Angriffsflächen 34 des Drehwerkzeugs 32 an den Abflachungen 30 des Kopfes 26 an, wie aus 2 und 5 deutlich wird.
  • Wie insbesondere aus den 4 und 5 deutlich wird, ist an der Basiseinheit 12 zudem ein Sicherungselement 36 vorgesehen, das zur Drehsicherung des Drehglieds 24 mit einer der Abflachungen 30 zusammenwirkt. Das Sicherungselement 36 ist mit Federelementen 38 in Axialrichtung, also in Richtung der Längsachse 25 hin zur Wechselstation 16 vorgespannt. Dadurch wird erreicht, dass ein Verdrehen des Drehglieds 24 bei nicht an der Wechselstation 16 angedocktem Werkzeugwechsler 10 nicht möglich ist. Befindet sich der Werkzeugwechsler 10, wie in 5 gezeigt, an der Wechselstation 16, so wirkt das Drehwerkzeug 32 mit dem Sicherungselement 36 so zusammen, dass es beim Drehen des Drehwerkzeugs 32 aus der in 4 gezeigten Sicherungslage des Sicherungselements 36 in eine in 5 gezeigte Freigabelage rückt. Um ein sicheres Ausrücken entgegen der Vorspannkraft der Federelemente 38 zu erreichen, sind die einander zugewandten Seiten des Sicherungselements 36 und des Drehwerkzeugs 32 jeweils keilartig ausgebildet.
  • Wie ebenfalls insbesondere aus dem Schnitt gemäß 6 deutlich wird, ist die Gewindestange 28 des Drehglieds 24 in einer Gewindehülse 40 drehbar gelagert. Um ein möglichst leichtgängiges Verdrehen des Drehglieds 24 in der Gewindehülse 40 zu erreichen, sind zwischen der Gewindestange 28 und der Gewindehülse 40 Wälzkörper vorgesehen. Allerdings ist auch denkbar, dass die Gewindestange 28 unmittelbar gegen die Gewindehülse 40 wirkt. Aufgrund des Vorsehens der Gewindehülse 40 wird erreicht, dass beim Verdrehen des Drehglieds 24 um seine Längsachse 25 das Drehglied 24 seine Position in Axialrichtung, also in Richtung entlang der Längsachse 25, verändert. Die Axialrichtung ist dabei durch den Doppelpfeil 41 angedeutet.
  • Wie weiter aus den 4 bis 8 deutlich wird, ist das Drehglied 24 mit einem drehfest und axial verlagerbaren Stellglied 42 in Axialrichtung 41 bewegungsgekoppelt. Das Stellglied 42 schließt sich dabei auf der dem Kopf 26 abgewandten Seite des Drehglieds in Axialrichtung 41 drehentkoppelt an das Drehglied 24 an. Zur Drehentkopplung und gleichzeitigen axialen Bewegungskopplung weist das Drehglied 24, wie aus 6 deutlich wird, eine Hinterschneidung 44 auf, die einen dem Drehglied 24 zugewandten Durchbruch 46 des Stellglieds 42 hintergreift. Dadurch wird gewährleistet, dass ein Verdrehen des Drehglieds 24 zu einer Verlagerung des Stellglieds in Axialrichtung 41 führt, ohne dass das Stellglied 42 um die Längsachse 25 verdreht wird.
  • Wie weiter insbesondere aus 6 deutlich wird, weist das Stellglied 42 eine sich quer zur Längsachse 25 erstreckende Bohrung 48 auf, in welcher ein Drehbolzen 50 vorgesehen ist. Der Drehbolzen 50 erstreckt sich folglich quer zur Längsachse 25 bzw. quer zur Axialrichtung 41.
  • Wie ferner aus 6 deutlich wird, erstreckt sich der Drehbolzen 50 nicht nur durch die Bohrung 48 des Stellglieds 42, sondern durch zwei weitere Bohrungen 52, welche jeweils an einem Hebelarm 54, 56 vorgesehen sind. Die beiden Hebelarme 54 und 56, die insbesondere in den 9 bis 11 deutlich zu erkennen sind, wirken jeweils mit einem Gelenkbolzen 58 zusammen, der wiederum jeweils an einem Verriegelungselement 60, 62 vorgesehen ist.
  • Zur Verriegelung der Wechseleinheit 14 an der Basiseinheit 12 sind an der Wechseleinheit in 3, 6 und 7 deutlich zu erkennende Aufnahmen 80 gezeigt, welche als in Stegabschnitten 82 vorgesehene Keilnuten 84 ausgebildet sind. An der Basiseinheit 12 sind die mit den Aufnahmen 80 zusammenwirkenden Verriegelungselemente 60, 62 vorgesehen, die an ihren freien Enden jeweils einen Keilabschnitt 86 aufweisen, der komplementär zu den Keilnuten 84 ausgebildet ist. Die Verriegelungselemente 60, 62 mit den Keilabschnitten 86 sind insbesondere in den 9 und 10 deutlich zu erkennen.
  • Durch Verlagern des Stellglieds 42 in axialer Richtung können, wie in 10 veranschaulicht, die beiden Verriegelungselemente 60, 62 aus einer in 10 gezeigten Entriegelungslage in eine in 11 gezeigte Verriegelungslage verlagert werden. Dazu bewegen sich die Verriegelungselemente 60, 62 entlang einer quer zur Längsachse 25 verlaufenden Querachse 64 in eine mit den Pfeilen 68 angedeutete Querrichtung. Wird also gemäß 10 das Stellglied 42 in Richtung des Pfeiles 66 entlang der Längsachse 25 in Axialrichtung 41 verlagert, dann werden aufgrund der Mechanik der Hebelarme 54, 56 die Verriegelungselemente 60, 62 entlang der Querachse 64 in Querrichtung 68 verlagert.
  • In der in 10 gezeigten Entriegelungslage der Verriegelungselemente 60, 62 schließen die Verbindungsachsen 70, die zwischen den Mittelpunkten der Gelenkbolzen 58 und dem Mittelpunkt des Drehbolzens 50 verlaufen, mit der Längsachse 25 jeweils einen Winkel α von 45° ein. In der in 11 gezeigten Verriegelungslage schließen die Achsen 70 mit der Längsachse 25 einen Winkel β von ca. 88° ein. Dadurch wird erreicht, dass ausgehend von der 10 zunächst die Verriegelungselemente 60, 62 mit vergleichsweise wenig Kraft vergleichsweise schnell in Richtung der Pfeile 68 verlagert werden. Bei Erreichen der Verriegelungslage, wie sie in 11 gezeigt ist, wird aufgrund der bereitgestellten Kinematik die Bewegung der Verriegelungselemente 60, 62 verlangsamt, wobei allerdings die Verriegelungskraft entsprechend erhöht wird. Der Winkel β ist dabei so gewählt, dass er weniger als 90° beträgt; würde der Winkel β 90° betragen, würde ein Totpunkt erreicht werden, bei dem keine Kraft mehr in Richtung der Pfeile 68 aufgebracht werden kann.
  • Um zu gewährleisten, dass der Winkel β weniger als 90° beträgt, ist in 11 ein in Axialrichtung 41 verstellbarer Axialanschlag 72 gezeigt. Der Axialanschlag 72 ist hier als Gewindebolzen ausgebildet, der in das Gehäuse der Basiseinheit 12, wie es in 9 gezeigt ist, einschraubbar ist.
  • Um zu gewährleisten, dass sich die Verriegelungselemente 60, 62 beim Verlagern des Stellglieds 42 entlang der Querachse 64 bewegen, sind im Gehäuse der Wechseleinheit 14 in 9 gezeigte Führungstaschen 74 vorgesehen, in welchen die Verriegelungselemente 60, 62 gleitend angeordnet sind.
  • Wird das Stellglied 42 durch Drehung des Drehglieds 24 in die andere Richtung ausgehend von der 11 zurück, also nach rechts bewegt, so bewegen sich die Verriegelungselemente 60,62 entlang der Querachse 64 entgegen den Richtungen der Pfeile 68 in 10, aus der in 11 gezeigten Verriegelungslage zurück in die in 10 gezeigte Entriegelungslage.
  • Um eine ausreichende Vorspannkraft in der Verriegelungslage zu gewährleisten, sind die Stegabschnitte 82 mit den Aufnahmen 80 bedingt elastisch nachgiebig an der Wechseleinheit 14 angeordnet. Insbesondere können die Stegabschnitte 82 mittels Federelementen auslenkbar an der Wechseleinheit 14 vorgesehen sein. Werden also, wie in 8 gezeigt ist, die Verriegelungselemente 60, 62 in der Verriegelungslage entlang den Pfeilen 68 gegen die Aufnahmen 80 beaufschlagt, so lenken diese in die in der 8 gestrichelte Auslenklage 82' aus. Dies hat den Vorteil, dass Spiel, welches beispielsweise aufgrund von auftretenden Toleranzen vorhanden ist, sicher ausgeglichen werden kann. Die Auslenkung der Stegabschnitte 82, bzw. der Aufnahmen 80, ist dabei größer als die auftretende Gesamttoleranz.
  • 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
    • DE 112009002163 T5 [0004, 0007]

Claims (12)

  1. Werkzeugwechsler (10) für einen Roboter, mit einer Basiseinheit (12) und mit einer an der Basiseinheit (12) verriegelbaren Wechseleinheit (14), mit an der Basiseinheit (12) vorgesehenen verlagerbaren Verriegelungselementen (60, 62) und mit an der Wechseleinheit (14) vorgesehenen Aufnahmen (80), wobei die Verriegelungselemente (60, 62) in einer Verriegelungslage zur Verriegelung der Wechseleinheit (14) an der Basiseinheit (12) mit den Aufnahmen (80) zusammenwirken und in einer Entriegelungslage die Aufnahmen (80) freigeben, und mit einem an der Basiseinheit (12) vorgesehenen, um seine Längsachse (25) verdrehbar gelagerten Drehglied (24), wobei die Verriegelungselemente (60, 62) mit dem Drehglied (24) so bewegungsgekoppelt sind, dass beim Verdrehen des Drehglieds (24) die Verriegelungselemente (60, 62) verlagert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehglied (24) mit einem drehfesten und axial verlagerbaren Stellglied (42) bewegungsgekoppelt ist, so dass bei einer Verdrehung des Drehlieds (24) das Stellglied (42) seine Position in Axialrichtung (41) ändert, dass das Stellglied (42) mit einem Drehbolzen (50), der sich quer zur Längsachse (25) des Stellglieds (42) erstreckt, bewegungsgekoppelt ist oder diesen bildet, dass an den Verriegelungselementen (60, 62) jeweils ein Gelenkbolzen (58) vorgesehen ist und dass zwischen dem Drehbolzen (50) und dem jeweiligen Gelenkbolzen (58) jeweils ein Hebelarm (54, 56) vorgesehen ist, so dass beim Verlagern des Drehbolzens (50) in Axialrichtung (41) die Gelenkbolzen (58), und damit die Verriegelungselemente (60, 62), in quer zur Axialrichtung (41) verlaufender Querrichtung (68) bewegt werden.
  2. Werkzeugwechsler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Drehglied (24) einen Kopf (26) und eine Gewindestange (28) umfasst, wobei der Kopf (26) mittels eines Drehwerkzeugs (32) drehbar ist und wobei die Gewindestange (28) in einer an der Basiseinheit (12) drehfest angeordneten Gewindehülse (40) drehbar gelagert ist.
  3. Werkzeugwechsler (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (42) sich auf der dem Kopf (26) abgewandten Seite des Drehglieds (24) in Axialrichtung (41) drehentkoppelt an das Drehglied (24) anschließt.
  4. Werkzeugwechsler (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (26) eine Angriffsfläche (30) für das Drehwerkzeug (32) aufweist und dass an der Basiseinheit (12) ein Sicherungselement (36) vorgesehen ist, das zur Drehsicherung des Drehglieds (24) mit der Angriffsfläche (30) zusammenwirkt, wobei das Sicherungselement (36) derart eingerichtet ist, dass es bei Aufsetzen des Drehwerkzeugs (32) auf den Kopf oder bei Drehen des Drehwerkzeugs (32) aus einer Sicherungslage in eine Freigabelage ausrückt.
  5. Werkzeugwechsler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hebelarme (54, 56) wenigstens abschnittsweise übereinander und/oder aneinander anliegend angeordnet sind.
  6. Werkzeugwechsler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente (60, 62) als Schieberelemente in Taschen (74) der Basiseinheit (12) geführt gelagert ausgebildet sind.
  7. Werkzeugwechsler (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberelemente auf der der jeweiligen Aufnahme (80) zugewandten Seite Keilabschnitte (86) aufweisen und dass die Aufnahmen als Keilaufnahmen (84) ausgebildet sind.
  8. Werkzeugwechsler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (80) wenigstens bedingt elastisch nachgiebig ausgebildet sind und/oder wenigstens bedingt elastisch nachgiebig an der Wechseleinheit (14) angeordnet sind.
  9. Werkzeugwechsler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entriegelungslage die Verbindungsachse (70) zwischen dem jeweiligen Gelenkbolzen (58) und dem Drehbolzen (50) mit der Axialrichtung (41) einen Winkel α im Bereich von 30° bis 60° und vorzugsweise im Bereich von 40° bis 50° einschließen und/oder dass in der Verriegelungslage die Verbindungsachsen (70) zwischen dem jeweiligen Gelenkbolzen (58) und dem Drehbolzen (50) mit der Axialrichtung (41) einen Winkel β im Bereich von über 89° bis unter 90° und vorzugsweise im Bereich von 88° oder 89° einschließen.
  10. Werkzeugwechsler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein verstellbarer Axialanschlag (72) zur Einstellung der Endlage des Stellglieds (42) in Axialrichtung (41) vorgesehen ist.
  11. Werkzeugwechsler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wechseleinheit Positionierausnehmungen (22) oder Positionierstifte (20) vorgesehen sind, mit welchen die Wechseleinheit (14) an einer Wechselstation (16) positionierbar ist.
  12. Wechselsystem (18) mit einem Werkzeugwechsler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einer Wechselstation (16), wobei die Wechselstation (16) ein Drehwerkzeug (32) zum Verdrehen des Drehglieds (24) aufweist und wobei die Wechselstation (16) Positionierstifte (28) oder Positionierausnehmungen (22) aufweist, mit welchen die Wechseleinheit (14) an der Wechselstation (16) positionierbar ist.
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