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Die
Erfindung betrifft eine Roboter-Greifvorrichtung, beispielsweise
zum automatischen Be- und Entladen einer Transporteinrichtung mit
Gegenständen,
insbesondere mit stoß-
und/oder bruchempfindlichem Gut, wobei die Roboter-Greifvorrichtung
ein an den Roboter anschließbares
Basiselement und eine Greiferaufhängung aufweist, wobei zwischen der
Greiferaufhängung
und dem Basiselement eine Gewichtsentlastung vorgesehen ist, und
an der Greiferaufhängung
ein Greiferorgan in einer ersten Raumrichtung und eine Gegenhaltereinrichtung
in einer zur ersten Raumrichtung mindestens annähernd senkrechten zweiten Raumrichtung
hin- und herverstellbar angeordnet sind, wobei die Gegenhaltereinrichtung
ein in der zweiten Raumrichtung orientiertes Anschlagorgan und ein
in der ersten Raumrichtung orientiertes Gegenhalterorgan aufweist,
das Anschlagorgan der Gegenhaltereinrichtung an der Greiferaufhängung federnd
beweglich vorgesehen ist und das Gegenhalterorgan an der Greiferaufhängung in der
zweiten Raumrichtung verstellbar vorgesehen ist, nach Patent 102
38 458.
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Eine
derartige Roboter-Greifvorrichtung wird z. B. mit ihrem Basiselement
an einem Arm eines Mehrgelenk-Roboters angebracht, um Gegenstände, insbesondere
stoß- und/oder bruchempfindliches Gut,
zuverlässig
greifen zu können,
um das besagte Gut dann mit Hilfe der Roboter-Greifvorrichtung beispielsweise
an eine Transporteinrichtung zu übergeben,
wonach die Roboter-Greifvorrichtung von dem manipulierten, d. h.
beispielsweise an der Transporteinrichtung positionierten Gut wieder
gelöst
wird und zum Greifen eines weiteren Guts zur Verfügung steht.
Mit Hilfe der Transporteinrichtung kann dann das Gut zu einer weiteren
Station, wie einer Bearbeitungsstation, einer Brennstation d. h.
einem Brennofen, einer Kontrollstation oder dergleichen transportiert
werden.
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Insbesondere
zum Brennen von keramischen Gut werden üblicherweise Brennunterlagen verwendet,
auf welchen das zu brennende Gut ruht. Die Manipulation derartiger
Brennunterlagen stellt einen nicht zu vernachlässigenden Aufwand dar.
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Aus
der
EP 0 749 812 A1 ist
eine Roboter-Greifvorrichtung zum automatischen Be- und Entladen einer
Transporteinrichtung mit Gegenständen, insbesondere
mit stoß- und/oder bruchempfindlichem
Gut bekannt, wobei an einer Greiferaufhängung ein Greiferorgan und
eine Gegenhaltereinrichtung vorgesehen sind. Eine Gewichtsentlastung weist
diese bekannte Roboter-Greifvorrichtung nicht auf. Die Gegenhaltereinrichtung
ist von einer Anzahl Saugköpfen
gebildet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Roboter-Greifvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es einfach und zeitsparend
und somit mit hoher Produktivität
möglich
ist, stoß-
und/oder bruchempfindliches Gut zu manipulieren und gleichzeitig
unter dem jeweiligen Gut ein Unterlageflächenelement, bei dem es sich
vorzugsweise um eine Brennunterlage handeln kann, vorzusehen, auf
der das Gut dann ruht.
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Diese
Aufgabe wird bei der Roboter-Greifvorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß durch
die kennzeichnende Merkmale des Anspruches 1, d. h. dadurch gelöst, dass
an der Greiferaufhängung
in der Nachbarschaft des Greiferorganes eine Vakuumgreifeinrichtung
zum Greifen eines Unterlageflächenelementes,
vorzugsweise einer Brennunterlage, für den jeweiligen Gegenstand
vorgesehen ist.
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Mit
der erfindungsgemäßen Roboter-Greifvorrichtung
ist es also nicht nur möglich,
mit dem Greiferorgan und mit der Gegenhaltereinrichtung den jeweiligen
Gegenstand zu greifen, sondern mit Hilfe der Vakuumgreifeinrichtung
ist es außerdem
auch möglich,
nach dem Greifen des jeweiligen Gegenstandes auch ein Unterlageflächenelement
zu greifen und unter den jeweiligen Gegenstand zu positionieren.
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Als
zweckmäßig hat
es sich erwiesen, wenn die Greiferaufhängung eine Konsole aufweist,
an der das Greiferorgan in der ersten Raumrichtung verstellbar und
an der die Vakuumgreifeinrichtung vorgesehen ist. Die Vakuumgreifeinrichtung
kann mindestens einen, vorzugsweise mehr als einen Saugkopf aufweisen.
Die Saugköpfe
sind an der Konsole der Greiferaufhängung zweckmäßigerweise
ortsfest angebracht.
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Um
unter den jeweiligen Gegenstand, der zwischen dem Greiferorgan und
der Gegenhaltereinrichtung temporär festgehalten wird, zuverlässig und sicher
ein Unterlageflächenelement
mit Hilfe der Vakuumgreifeinrichtung positionieren zu können, ist
es zweckmäßig, wenn
der mindestens eine Saugkopf sich mindestens annähernd bis zur Ebene des vorzugsweise
als Greiferblech ausgebildeten Greiferorganes erstreckt.
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Das
Greiferorgan und die Gegenhaltereinrichtung bilden Klammerorgane,
zwischen welchen das zu manipulierende Gut sicher temporär festgehalten
wird. Die Vakuumgreifeinrichtung dient dabei während des Festhaltens des zu
manipulierenden Gutes zum Positionieren eines zugehörigen Unterlageflächenelementes
unter dem jeweiligen Gut. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Roboter-Greifvorrichtung
ist es also nicht nur möglich,
ein stoß- und/oder burchempfindliches
Gut zu manipulieren, sondern außerdem
auch einfach und zeitsparend ein Unterlageflächenelement unter dem jeweiligen
Gut zu positionieren.
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Bei
dem Unterlageflächenelement
handelt es sich beispielsweise um eine Brennunterlage. Bei dieser
Brennunterlage kann es sich zum Beispiel um ein Plattenelement aus
Styropor oder dergleichen handeln.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Roboter-Greifvorrichtung
bzw. von aufeinanderfolgenden Manipulationsschritten bzw. -Positionen
der Roboter-Greifvorrichtung für
ein zu manipulierendes stoß-
und/oder bruchempfindliches Gut sowie eines dafür vorgesehenen Unterlageflächenelementes.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Manipulationsposition der Roboter-Greifvorrichtung seitlich
neben einem zu manipulierendem Gut,
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2 eine
an die erste Manipulationsposition anschließende zweite Manipulationsposition
der Roboter-Greifvorrichtung mit einem festgehaltenen, zu manipulierenden
Gut,
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3 eine
dritte Manipulationsposition der Roboter-Greifvorrichtung mit dem
von ihr festgehaltenen zu manipulierenden Gut, wobei die Roboter-Greifvorrichtung über einem übereinander
gestapelte Unterlageflächenelemente
enthaltenden Magazin positioniert ist,
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4 eine
an die dritte Manipulationsposition anschließende vierte Manipulationsposition
der Roboter-Greifvorrichtung, wobei an ihr nicht nur das zu manipulierende
Gut sondern auch ein unter dem Gut positioniertes Unterlageflächenelement
festgelegt ist,
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5 eine
an die vierte Manipulationsposition anschließende fünfte Manipulationsposition
der Roboter-Greifvorrichtung,
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6 eine
an die fünfte
Manipulationsposition anschließende
sechste Manipulationsposition der Roboter-Greifvorrichtung, wobei
das Unterlageflächenelement
auf einer Unterlage abgelegt und das Greiferorgan der Roboter-Greifvorrichtung
in seine inaktive Ruheposition zurückbewegt worden ist, und
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7 eine
siebente Manipulationsposition der Roboter-Greifvorrichtung nach
der sechsten Manipulationsposition, wobei das Basiselement mit der Greiferaufhängung in
die inaktive Ruheposition zurückbewegt
worden sind, so dass das Gut auf dem Unterlageflächenelement flächig aufliegt.
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1 zeigt
in einer Seitenansicht eine Roboter-Greifvorrichtung 10 zum
Manipulieren von Gegenständen,
insbesondere zum Manipulieren von stoß- und/oder bruchempfindlichem Gut 12.
Die Roboter-Greifvorrichtung 10 weist ein Basiselement 14 auf,
das an einen (nicht dargestellten) Roboter anschließbar ist.
Am Basiselement 14 ist eine Greiferaufhängung 18 angebracht.
Zwischen der Greiferaufhängung 18 und
dem Basiselement 14 ist eine Gewichtsentlastung 20 vorgesehen.
Die Gewichtsentlastung 20 ist beispielsweise von einer
programmierbaren Luftfeder gebildet.
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An
der Greiferaufhängung 18 ist
ein Greiferorgan 22 und eine Gegenhaltereinrichtung 24 verstellbeweglich
vorgesehen. Das Greiferorgan 22 ist von einem Greiferblech 26 gebildet,
das in einer ersten Raumrichtung hin- und herverstellbar ist. Diese Verstellbarkeit
in der ersten Raumrichtung ist durch den Doppelpfeil 28 angedeutet.
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Die
Gegenhaltereinrichtung 24 ist in einer zur ersten Raumrichtung 28 mindestens
annähernd senkrechten
zweiten Raumrichtung hin- und herverstellbar. Diese zweite Raumrichtung
ist durch den Doppelpfeil 30 verdeutlicht. Die Gegenhaltereinrichtung 24 ist
an der Greiferaufhängung 18 in
der zweiten Raumrichtung 30 verstellbar angebracht. Das
ist durch den zur Gegenhaltereinrichtung 24 zugehörigen Doppelpfeil 30 angedeutet.
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Die
Gegenhaltereinrichtung 24 weist ein Anschlagorgan 32 und
ein Gegenhalterorgan 34 auf, die zueinander mindestens
aneinander senkrecht orientiert sind. Das beispielsweise von einer
Anschlagleiste gebildete Anschlagorgan 32 ist in der zweiten Raumrichtung 30 orientiert
und mittels einer Verbindungsachse 36 über eine Konsole 37 mit
der Greiferaufhängung 18 begrenzt
federnd schwenkbeweglich verbunden. Das Gegenhalterorgan 34 ist
dem Anschlagorgan 32 an dem von der Verbindungsachse 36 entfernten
Endabschnitt des Anschlagorganes 32 beweglich zugeordnet.
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1 zeigt
eine erste Manipulationsposition der Roboter-Greifvorrichtung 10.
In dieser ersten Manipulationsposition ist die Roboter-Greifvorrichtung 10 in
bezug auf einen Untergrund 38, auf dem das zu manipulierende
Gut 12 steht, gegen die Lotrechte geringfügig nach
vorne oben geneigt. Das zu manipulierende Gut 12 wird mit
Hilfe des federnden Anschlagorganes 32 geringfügig um eine
Kippkante 40 angekippt, so dass sich zwischen dem Untergrund 38 und einer
Auflagefläche 42 des
Gutes 12 ein sich zur Kippkante 40 hin verjüngender
Keilraum 44 ergibt. In diesem Keilraum 44 wird
dann – ausgelöst durch
einen Berührungssensor,
der vom Anschlagorgan 32 gebildet wird – das Greiferorgan 22 der
Roboter-Greifvorrichtung 10 in den Keilraum 44 hineinbewegt
und das Gegenhalterorgan 34 an dem Gut stoßfrei, sanft
angelegt. Diese zweite Manipulationsposition ist in 2 dargestellt,
in der gleiche Einzelheiten mit den selben Bezugsziffern wie in 1 bezeichnet
sind, so dass es sich erübrigt,
in Verbindung mit 2 alle diese Einzelheiten noch
einmal detailliert zu beschreiben.
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An
der Greiferaufhängung 18 ist
in der Nachbarschaft des Greiferorganes 22 eine Vakuumgreifeinrichtung 45 vorgesehen,
die zum Greifen eines Unterlageflächenelementes 47 (siehe
die 3 bis 7) vorgesehen ist. Die Vakuumgreifeinrichtung 45 weist
mindestens einen, vorzugsweise mehr als einen Saugkopf 49 auf,
die zum Greifen, temporären Festhalten
und Wiederfreigeben des jeweiligen Unterlageflächenelementes 47 vorgesehen
sind. Der mindestens eine Saugkopf bzw. die Saugköpfe 49 sind
an einer Konsole 51 angebracht, an der das Greiferorgan 22 in
der ersten Raumrichtung 28 linear verstellbar vorgesehen
ist.
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Sobald
das zu manipulierende Gut 12 zwischen dem Greiferorgan 22 und
der Gegenhaltereinrichtung 44 festgehalten ist, kann das
Gut 12 zu einem Magazin 54 bewegt und über diesem
positioniert werden, wie die 3 zeigt.
Im Magazin 54 befinden sich eine Anzahl Unterlageflächenelemente 47,
die lose übereinandergestapelt
sind. Die Roboter-Greifvorrichtung 10 wird über dem
Magazin 54 derartig positioniert, dass die Saugknöpfe 49 der
Vakuumgreifeinrichtung 45 sich in der Nachbarschaft des
obersten Unterlageflächenelementes 47 befinden.
Anschließend
werden die Saugknöpfe 49 mit
einer (nicht dargestellten) Vakuumquelle verbunden und mit einem
Vakuum beaufschlagt, was in 3 durch den
Pfeil 56 angedeutet ist. Auf diese Weise wird das besagt
Unterlageflächenelement 47 an
die Vakuumgreifeinrichtung 45 der Roboter-Greifvorrichtung 10 angesaugt
und an dieser festgehalten. Wie aus 4 ersichtlich
ist, befindet sich dabei das Greiferblech 26 zwischen dem
Unterlageflächenelement 47 und
der Auflagefläche 42 des
Gutes 12.
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Die 5 verdeutlicht
eine an die Manipulationsposition gemäß 4 anschließende fünfte Manipulationsposition,
bei der das Gut 12 und das unter diesem positionierte Unterlageflächenelement 47 auf einem
Untergrund 38 nach vorne oben geringfügig schräg geneigt abgesetzt werden.
Anschließend
wird in der schräg
geneigten Position der Roboter-Greifvorrichtung 10 das
Greiferblech 26 des Greiferorgans 22 in der ersten
Raumrichtung 28 in die inaktive Ruheposition zurückbewegt
und die Gegenhaltereinrichtung 24 in der zweiten Raumrichtung 30 in
bezug auf die Greiferaufhängung 18 vom
Gut 12 wegbewegt, so dass das Gut 12 mit seiner
Kippkante 40 auf dem zugehörigen Unterlageflächenelement 47 zur Auflage
kommt, wobei zwischen den Unterlageflächenelement 47 und
der Auflagefläche 42 des
Gutes 12 ein Keilraum 44' gegeben ist, wie aus 6 ersichtlich
ist. Anschließend
wird die Roboter-Greifvorrichtung 10 vom Gut 12 seitlich
wieder entfernt, so dass das Gut 12 mit seiner Auslagefläche 42 auf
dem Unterlageflächenelement 47 vollflächig zur
Auflage kommt.
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In
der in 6 dargestellten sechsten Manipulationsposition
wird die Verbindung zwischen der (nicht dargestellten) Vakuumquelle
und der Vakuumgreifeinrichtung 45 wieder unterbrochen,
so dass die Roboter-Greifvorrichtung 10 vom Gut 12 seitlich
wegbewegt werden kann, wie die 7 zeigt.
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Gleiche
Einzelheiten sind in den 1 bis 7 jeweils
mit den selben Bezugsziffern bezeichnet, so dass es sich erübrigt, in
Verbindung mit allen Figuren alle Einzelheiten jeweils detailliert
zu beschreiben.
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- 10
- Roboter-Greifvorrichtung
(für 12)
- 12
- Gegenstand
bzw. zu manipulierendes Gut
- 14
- Basiselement
(von 10)
- 18
- Greiferaufhängung (an 14)
- 20
- Gewichtsentlastung
(zwischen 14 und 18)
- 22
- Greiferorgan
(an 18)
- 24
- Gegenhaltereinrichtung
(an 18)
- 26
- Greiferblech
(von 22)
- 28
- Doppelpfeil/erste
Raumrichtung
- 30
- Doppelpfeil/zweite
Raumrichtung
- 32
- Anschlagorgan
(von 24)
- 34
- Gegenhalterorgan
(von 24)
- 36
- Verbindungsachse
(von 32 an 37)
- 37
- Konsole
(von 24)
- 38,
38'
- Untergrund
(für 12)
- 40
- Kippkante
(von 12)
- 42
- Auflagefläche (von 12)
- 44,
44'
- Keilraum
(zwischen 42 und 38 bzw. zwischen 42 und 47)
- 45
- Vakuumgreifeinrichtung
(an 18 für 47)
- 47
- Unterlageflächenelement
(für 12)
- 49
- Saugköpfe (von 45)
- 51
- Konsole
(von 18)
- 54
- Magazin
(für 47
- 56
- Pfeil/Vakuumverbindung
(für 45)