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Die
Erfindung betrifft eine Greiferanordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
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Greiferanordnungen
für Roboter
sind in großer
Vielzahl bekannt geworden. Einerseits können die Greifer in Art einer
Hand ausgebildet sein, entsprechend der Aufgabe, die die Greiferanordnung
zu erfüllen
hat.
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Insbesondere
zum Ergreifen und Transportieren von zylinderförmigen oder ringförmigen Bauteilen
werden Greiferanordnungen verwendet, die paarweise einander zugeordnete
Greiffinger aufweisen, von denen ein Greiffinger feststeht, wogegen
der andere Greiffinger beweglich angeordnet ist, so dass der Abstand
des beweglichen Greiffingers zum feststehenden Greiffinger verändert werden
kann.
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Dabei
besteht auch die Möglichkeit,
dass zwei Greiferpaare vorgesehen sind, die so einander zugeordnet
sind, dass sie beispielsweise einen Ring oder einen Zylinder erfassen
und transportieren können;
beim Erfassen eines Ringes können
die Greifer von außen
gegen den Außenumfang
oder von innen gegen den Innenumfang bewegt werden. Dies kann zum
Beispiel der Fall sein bei Felgen für Kraftfahrzeuge.
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Bekannte
Greiferanordnungen werden pneumatisch oder hydraulisch angesteuert,
was zur Folge hat, dass der Greifdruck kaum einstellbar ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Greiferanordnung der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit der eine Einstellung und Einhaltung des Greifdrucks erreicht
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird zum
Antrieb eines Fingers eines Greiferpaares ein Elektromotor vorgesehen,
der von einer speicherprogrammierbaren Steuereinheit ansteuerbar
ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind
den weiteren Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Ein
bevorzugtes Verfahren zum Betrieb der Greiferanordnung ist dem Anspruch
6 zu entnehmen.
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Danach
wird zur Überwachung
der Greifkraft eine Strom- und/oder Spannungswertmessung des wenigstens
einen Elektromotors vorgenommen, wobei innerhalb der speicherprogrammierten
Steuerung maximale Grenzwerte der Greifkraft beziehungsweise der
Greifkräfte,
abhängig
von dem Werkstoff des zu greifenden Werkstückes, die mit den den gemessenen
Strom- und/oder Spannungswerten entsprechenden Greifkräften verglichen
werden.
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Hierdurch
ist es möglich,
eine einfache Steuerung für
die Erfassung eines Werkstückes
zu verwenden, ohne dass Drucksensoren und dergleichen erforderlich
sind.
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Anhand
der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und
beschrieben werden.
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Es
zeigen
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1 eine
Aufsicht auf eine Greiferanordnung,
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2 eine
Längsschnittansicht
gemäß Schnittlinie
II-II der 1,
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3 eine
Schnittansicht gemäß Schnittlinie III-III
der 2 und
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4 eine
Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV
der 3.
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Es
sei nun Bezug genommen auf die 1.
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Die 1 zeigt
ein langgestrecktes Gehäuse 10,
siehe auch 2, an dessen rechter Seite über einen
Flanschstutzen 11 ein Anschlussflansch 12 für einen
Roboterarm 13 vorgesehen ist, welcher Roboterarm 13 hier
nur strichliert und sehr schematisch dargestellt ist.
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Am
Gehäuse 10 gelagert
sind zwei feststehende Greifer oder Greiffinger 15 und 16,
die an Armen 18, 19 eines U-förmigen Bauteils 17 mittels Schraubverbindungen 21 und 22 befestigt
sind; das U-förmige
Bauteil 17 ist mittels weiterer Schraubverbindungen 20 an
dem Gehäuse 10 befestigt.
Die Greifer 15 und 16 besitzen weichelastische
Abdeckungen 23 und 24, um von diesen erfasste
Werkstücke
zu schützen.
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Den
feststehenden Greifern 15, 16 sind bewegliche
Greifer 25 und 26 zugeordnet. Die beweglichen
Greifer 25, 26 sind, ähnlich wie die feststehenden
Greifer 15, 16 an den Schenkeln 29a, 29b eines U-förmigen Trägers mittels
Schraubverbindungen (ohne Bezugsziffern) befestigt. Der U-förmige Träger 29 ist
mittels Schraubenverbindungen 50 auf einem Schlitten 51 befestigt,
der im Inneren des Gehäuses 10 gleitet
und dort in weiter unten dargestellter Weise in Doppelpfeilrichtung
P angetrieben wird. Die beiden Greifer 15 und 26 befinden
sich, wenn sie ein zylinderförmigen
Werkstück
aufnehmen sollen, außerhalb des
zylinderförmigen
Werkstückes,
wobei der Greifer 26 in Pfeilrichtung P1 gegen die Außenseite
des zylinderförmigen
Werkstücks
gefahren wird, so dass das Werkstück zwischen dem Greifer 15 und
dem Greifer 26 verspannt ist. Wenn ein Ring, zum Beispiel eine
Autofelge, aufgenommen werden soll, können die Greifer 16 und 25 benutzt
werden, dergestalt, dass die beiden Greifer 16 und 25 ins
Innere des Ringes eingreifen können
und nach Verfahren des Greifers 25 in Pfeilrichtung P2
gegen den Ring von innen angedrückt
werden und so den Ring festhalten. Zum Schutz des Werkstückes ist
in gleicher Weise auch eine Platte 27 beziehungsweise 28 aus
weichelastischem Material vorgesehen.
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Es
besteht natürlich
auch die Möglichkeit, eine
Autofelge dadurch aufzunehmen, dass die beiden Greifer oder Greiffinger 15 und 26 von
außen
gegen die Außenfläche des
Ringes gedrückt
und verspannt werden.
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Dabei
ist der Greifer 15 auch als erster Greifer, der Greifer 26 als
zweiter Greifer, der Greifer 16 als dritter Greifer und
der Greifer 25 als vierter Greifer bezeichnet.
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Es
sei jetzt Bezug genommen auf die 1. Der Greifer 15 und
der Greifer 26 besitzen auf ihrer dem Greifer 16 beziehungsweise 25 zugewandten Seite
eine konkave Form, so dass kreisförmige Körper, von denen die Umrissformen 31 und 30 dargestellt
sind, an zwei Auflagepunkten 32 und 33 beziehungsweise 32a und 33a festgehalten
werden können;
die Auflagepunkte 32 und 33 entstehen bei der Verspannung
eines kreisförmigen
Körpers 30 mit
geringerem Durchmesser und die Auflagepunkte 32a und 33a,
die sich bezogen auf die Mittellinie II-II (die gleichzeitig auch
eine Schnittlinie darstellt) außerhalb der
Auflagepunkte 32, 33 befinden, entstehen bei der Verspannung
eines kreisförmigen
Körpers 31 mit größerem Durchmesser.
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Der
Greifer 16 besitzt ebenso wie der Greifer 25 eine
eher konvexe Form, so dass sich die Greifer 16 und 25 gegen
die Innenfläche
eines kreisringförmigen
Körpers 34 anlegen
können.
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Die
beiden Greifer 16 und 25 nehmen in der Darstellung
gemäß 1 den
kleinsten Abstand zueinander ein, so dass sich die beiden Greifer 16 und 25 innerhalb
eines Hüllzylinders 35 befinden,
wobei der Hüllzylinder 35 die
Kontur, das heißt
die Innenkontur des kleinsten Zylinderringes bildet, der von den
beiden Greifern 16, 25 ergriffen werden kann.
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In
der 2 ist andeutungsweise ein weiteres Trägerteil 36 dargestellt,
welches auf der den Greiferpaaren entgegengesetzt liegenden Seite
des Gehäuses 10 angeordnet
ist, so dass auch hier auf der in der 2 unten
befindlichen Seite geeignete Greiferanordnungen angebracht und vorgesehen sein
können.
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Zum
Antrieb der bewegbaren Greifer 25, 26, die gemeinsam
miteinander bewegbar sind, ist eine Gewindespindel 40,
siehe 4 vorgesehen, die mittels eines Zahnband- oder
Zahnriemenantriebes 41 von einem Elektromotor 42 angetrieben
wird. Der Schlitten 51, der innerhalb des Gehäuses 10 verschieblich
geführt
ist, ist von der Gewindespindel 40 durchgriffen, wobei
die Gewindespindel 40 ein entsprechendes Außen-Schraubengewinde
und der Schlitten ein damit kämmendes
beziehungsweise darauf gleitendes Innengewinde aufweist. Dabei wird der
Träger 29 zusammen
mit den Greifern 25 und 26 in geeigneter Weise
soweit verschoben werden, so dass kreiszylinderförmige Körper sowohl von außen über die
Greifer 15 und 26 als auch von innen über die
Greifer 16, 25 erfasst und weiter bewegt werden können.
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Es
sei nun Bezug genommen auf die 3.
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Dort
ist der Elektromotor 42 dargestellt, dessen Mittelachse
parallel zur Mittelachse des Gehäuses 10 verläuft. An
dem in der Zeichnung 3 links befindlichen Ende ist
am Elektromotor 42 ein Zahnrad 43 angeschlossen,
das von dem Zahnriemen 41 umfasst ist. Der Zahnriemen 41 umfasst
ein weiteres Zahnrad 44, welches mit der Gewindespindel 40 verbunden
ist.
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Die
Ansteuerung des Elektromotors erfolgt mittels einer speicherprogrammierbaren
Steuerung, in der alle wesentlichen Daten eingegeben werden. Die
Größe der zu
klemmenden Werkstücke
ist programmtechnisch innerhalb des Einstellbereiches, der durch
die Geometrie und die Abstände
der einzelnen Greifer zueinander vorgegeben ist, frei programmierbar,
so dass mit dem Greifer beziehungsweise mit den Greiferpaaren Werkstücke unterschiedlicher Größe aufgenommen
werden können.
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Der
Elektroantrieb ist vorzugsweise ein Servomotor, mit dem über den
Zahnriemen die Gewindespindel angetrieben wird.
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Dadurch,
dass der Antrieb des Elektromotors beziehungsweise des Servomotors
von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) gesteuert wird,
kann die Greifkraft beziehungsweise die Greifdruckkraft innerhalb
der Systemgrenzen frei programmiert werden. Zum Greifen können die
Greifer zum Beispiel in einer Suchfahrt bis zum Erreichen der geforderten
Greifkraft fahren, so dass es möglich
ist, sehr empfindliche Objekte oder sehr schwere Werkstücke zu greifen,
welche Möglichkeiten
sich normalerweise widersprechen. Die Position der beweglichen Greifer
ist nicht fest programmiert, sondern kann über eine kraftabhängige Suchfahrt
gefunden werden. Während
dieser Suchfahrt werden die Strom- und/oder Spannungsaufnahme des Elektromotors 42 durch
eine geeignete Messung erfasst; aufgrund dieser Messung kann dann
die Greifkraft detektiert werden, was durch entsprechende Veränderung
der Strom- und/oder Spannungswerte ermittelt wird; die maximal zulässige Greifkraft
kann dann abhängig
vom Material, aus dem das Werkstück
besteht, in der Steuerung abgelegt sein. Zum Lösen eines Werkstückes müssen die
Greifer nicht wie beispielsweise bei Druckluftsystemen, über den
gesamten Hub geöffnet
werden, sondern nur über
eine frei programmierbare Strecke.
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In
bestimmten Fällen,
die hier allerdings nicht dargestellt sind, besteht natürlich auch
die Möglichkeit,
dass die beweglichen Greifer jedes Greiferpaares einzeln mittels
jeweils einer Spindel angetrieben werden können; zu diesem Zwecke wären dann
zwei Elektromotoren für
je einen beweglichen Greifer vorgesehen.
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In
der Ausführung
gemäß 3 ist
unterhalb beziehungsweise auf der diametral dem Elektromotor 42 entgegengesetzt
liegenden Seite des Gehäuses 10 ein
zweiter Elektromotor 45 vorgesehen, der eine in der Ebene
der Gewindespindel 40 (siehe 3) liegende
zweite Gewindespindel antreibt; diese zweite Gewindespindel betätigt dann
einen nicht näher
dargestellten Schlitten, der dem Schlitten 51 entspricht
und an dem ein Träger
angebracht ist, der dem Träger 29 entspricht.
Ein dem feststehenden Träger 17 entsprechender
Träger 36 ist
andeutungsweise in der 2 dargestellt. Dadurch können sowohl
auf einer Seite und auch auf der anderen Seite des Gehäuses 10 einander
zugeordnete Greiferpaare vorgesehen sein, die getrennt voneinander
angetrieben werden können.