DE202014005583U1

DE202014005583U1 - Ausgleichseinrichtung und Handhabungsvorrichtung

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Publication number: DE202014005583U1
Application number: DE202014005583.1U
Authority: DE
Original assignee: Boehringer Ingelheim International GmbH
Current assignee: Boehringer Ingelheim International GmbH
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2014-09-19
Anticipated expiration: 2024-07-10

Abstract

Ausgleichseinrichtung (1) für eine Handhabungsvorrichtung (2), mit einem Basiselement (3) und einem Ausgleichselement (4), wobei das Ausgleichselement (4) relativ zum Basiselement (3) aus einem Ausgangszustand in einen Ausgleichszustand bewegbar ist, wobei die Ausgleichseinrichtung (1) eine Führung (5) zur Bewegung des Ausgleichselements (4) relativ zum Basiselement (3) aufweist, wobei die Führung (5) in dem Ausgleichszustand ein Spiel (6) aufweist, das insbesondere seitlich größer ist als das Spiel (6) der Führung (5) im Ausgangszustand, und/oder wobei das Ausgleichselement (4) durch Federkraft in den Ausgangszustand vorgespannt ist und das Ausgleichselement (4) mit einem Spiel (6) vom Basiselement (3) gehalten ist oder umgekehrt, wobei das Spiel (6), insbesondere das seitliche Spiel, im Ausgleichszustand größer ist als im Ausgangszustand.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgleichseinrichtung, insbesondere für eine Handhabungsvorrichtung, mit einem Basiselement und einem Ausgleichselement und betrifft eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung eines Gegenstandes, mit einer Greifeinrichtung zum Greifen des Gegenstandes und einer Bewegungseinrichtung zur Änderung der Pose des Gegenstandes bzw. Lage der Greifeinrichtung.
Unter dem Begriff ”Ausgleichseinrichtung” ist bei der vorliegenden Erfindung eine konstruktive Einrichtung insbesondere für Handhabungsvorrichtungen zu verstehen, beispielsweise als Adapter oder Zwischenstück, die vorzugsweise mindestens zwei relativ zueinander bewegbare Elemente aufweist. Die beiden Elemente, insbesondere ein Ausgleichselement und ein Basiselement der Ausgleichseinrichtung, sind zueinander räumlich – vorzugsweise mit bis zu den sechs voneinander unabhängigen Bewegungsmöglichkeiten im Raum (Freiheitsgrad f = 6) – bewegbar oder versetzbar. Ausgleichseinrichtungen lassen sich vorzugsweise mit Bauteilen von Handhabungsvorrichtungen verbinden und ermöglichen einen räumlichen Versatz, ein Spiel und/oder einen variablen Abstand der mit der Ausgleichseinrichtung verbundenen Teile und/oder gleichen diesen bzw. diese aus. Ausgleichseinrichtungen können insbesondere auch Überlastschutzeinrichtungen für Handhabungsvorrichtungen bilden, die eventuelle Schäden bei einer Kollision, beispielsweise im Rahmen von Bewegungen zwischen der Handhabungsvorrichtung und Gegenständen in der Umgebung der Handhabungsvorrichtung, vermeiden bzw. minimieren.
Unter dem Begriff ”Handhabungsvorrichtung” sind bei der vorliegenden Erfindung insbesondere Industrieroboter, industrielle Manipulatoren, programmierbare Maschinen zur Handhabung, Montage oder Bearbeitung von Handhabungsobjekten, wie Gegenständen, Werkstücken oder Werkzeugen, Handlingsysteme, Einlegegeräte, Positioniersysteme, Greifer, Teleoperatoren oder dergleichen zu verstehen, die ferngesteuert, manuell, nach einem festen Programm und/oder automatisch Handhabungsobjekte handhaben, um diese insbesondere zu speichern und/oder in der Menge zu verändern und/oder zu bewegen und/oder zu sichern und/oder zu kontrollieren. Handhabungsvorrichtungen sind damit insbesondere Arbeitsmaschinen, die in mehreren Bewegungsachsen hinsichtlich Orientierung, Position sowie Arbeitsablauf bewegbar bzw. verstellbar sind. Handhabungsvorrichtungen kommen beispielsweise in Rein- und Reinsträumen für spezielle Fertigungsverfahren, wie in der Medizintechnik, zum Einsatz.
Handhabungsvorrichtungen weisen insbesondere eine Bewegungseinrichtung und eine Greifeinrichtung auf, wobei die Bewegungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Pose des Handhabungsobjektes bzw. die räumliche Lage der Greifeinrichtung zu verändern, und die Greifeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Handhabung des Handhabungsobjektes durch Greifen zu ermöglichen bzw. zu gewährleisten.
Unter dem Begriff ”Greifeinrichtung” ist bei der vorliegenden Erfindung die Einrichtung der Handhabungsvorrichtung zu verstehen, die die Bewegung zum Erfassen oder Greifen und/oder Halten und/oder Lösen oder Freigeben des Handhabungsobjektes ausübt bzw. durchführt. Im Folgenden sollen alle mit der Greifeinrichtung verbundenen Bewegungen bzw. Bewegungsabläufe unter dem Begriff ”Greifen” zusammengefasst werden.
Das Greifen der Greifeinrichtung kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig erfolgen. Insbesondere zählen zu der Greifeinrichtung mechanische, pneumatische und magnetische Greifer.
Unter dem Begriff ”Pose” ist bei der vorliegenden Erfindung insbesondere die räumliche Lage des Handhabungsobjektes bzw. Gegenstandes zu verstehen. Dabei umfasst die Pose sowohl die Position als auch die Orientierung eines Gegenstandes im dreidimensionalen Raum bzw. die Kombination von Position und Orientierung. Die Pose von Handhabungsobjekten ist folglich insbesondere durch die translatorische und/oder rotatorische Bewegung von Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von Handhabungsobjekten veränderbar.
Zu den Pose-Kenngrößen zählen insbesondere die Pose-Genauigkeit, d. h. die Fähigkeit, einen Gegenstand präzise zu einer kartesischen Position und Orientierung zu bewegen, sowie die Pose-Wiederholgenauigkeit.
Unter dem Begriff ”Träger” sind bei der vorliegenden Erfindung insbesondere Werkstückträger, Trays, Ladungsträger, Palettierer, Magazine o. dgl. zum Transport, Magazinieren, zur Förderung, Handhabung oder Lagerung von Handhabungsobjekten, vorzugsweise Werkstücken, zu verstehen.
Handhabungsvorrichtungen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere dazu ausgebildet, einen zugeordneten oder mehrere zugeordnete Träger mit einem Gegenstand oder mehreren Gegenständen zu be- und/oder entladen.
Zusätzlich zu der Gefahr einer Kollision der Handhabungsvorrichtung bzw. des von der Handhabungsvorrichtung gehandhabten Handhabungsobjektes mit Gegenständen in der Umgebung der Handhabungsvorrichtung, insbesondere mit dem Träger, entstehen in der Praxis häufig Fehler beim Erfassen bzw. Greifen des Handhabungsobjektes bzw. des Gegenstandes durch die Handhabungsvorrichtung und/oder bei der Abgabe bzw. Freigabe des Handhabungsobjektes bzw. Gegenstandes, wie bei der Beladung des Trägers mit dem Gegenstand. So kann es passieren, dass die Handhabungsvorrichtung das Handhabungsobjekt beim Greifen des Handhabungsobjektes beschädigt oder dieses in einer nicht vorgesehenen Pose greift oder dieses gar nicht greift bzw. sich der Gegenstand bei der Handhabung in ungewünschter Weise teilweise oder vollständig löst. Bei der Abgabe des Handhabungsobjektes durch die Handhabungsvorrichtung, beispielsweise bei der Beladung des Trägers mit dem Gegenstand, kann es beispielsweise passieren, dass der Gegenstand kippt oder falsch orientiert ist bzw. die eingenommene Pose nicht der Ziel-Pose entspricht. Insbesondere häufen sich diese Fehler, wenn es sich um sehr schnelle und hoch frequentierte Bewegungsabläufe der Handhabungsvorrichtung handelt. Derartige Fehler führen insbesondere bei Produktionsprozessen zu einem hohen Ausschuss und damit verbundene Kosten. Ein Grund für diese Fehler ist ein möglicher räumlicher Versatz zwischen dem Handhabungsobjekt und der Handhabungsvorrichtung, insbesondere einer Greifeinrichtung der Handhabungsvorrichtung, beim Greifen des Handhabungsobjektes oder ein möglicher räumlicher Versatz zwischen dem Handhabungsobjekt bzw. der Greifeinrichtung und dem Träger bzw. der vom Träger vorgegebenen, vom Gegenstand einzunehmenden Pose bzw. der Ziel-Pose. Insbesondere kann die Pose-Genauigkeit bzw. die Pose-Wiederholgenauigkeit der Handhabungsvorrichtung schwanken und/oder die Greifeinrichtung und/oder der Träger sich abnutzen und/oder verziehen. Die Abnutzung und/oder der Verzug kann zu dem beschriebenen Versatz führen, selbst wenn die Pose-Genauigkeit bzw. die Pose-Wiederholgenauigkeit den gewünschten Werten entspricht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgleichseinrichtung insbesondere für eine Handhabungsvorrichtung sowie eine Handhabungsvorrichtung anzugeben, die einen einfachen, robusten, wartungsarmen und/oder kostengünstigen Aufbau und/oder eine sichere, kollisionsarme und/oder präzise Handhabung von Handhabungsobjekten, insbesondere beim Beladen von Trägern mit Gegenständen, und/oder den Ausgleich eines räumlichen Versatzes zwischen der Handhabungsvorrichtung und dem Handhabungsobjekt und/oder zwischen dem Handhabungsobjekt und dem Träger und/oder einen räumlichen Versatz zwischen der Greifeinrichtung und der Bewegungseinrichtung der Handhabungsvorrichtung ermöglichen, insbesondere derart, dass eine hohe Pose-Genauigkeit und Pose-Wiederholgenauigkeit der Handhabungsvorrichtung auch langfristig gewährleistet ist, und/oder den Ausschuss insbesondere in Produktionsabläufen minimieren.
Die obige Aufgabe wird durch eine Ausgleichseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder durch eine Handhabungsvorrichtung gemäß Anspruch 20, 24, 27 oder 40 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Ausgleichseinrichtung ein Basiselement und ein Ausgleichselement aufweist, wobei das Ausgleichselement relativ zum Basiselement aus einem Ausgangszustand in einen Ausgleichszustand bewegbar ist, wobei die Ausgleichseinrichtung eine Führung zur Bewegung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement aufweist, wobei die Führung im Ausgleichszustand ein Spiel aufweist, das insbesondere seitlich größer ist als das Spiel der Führung im Ausgangszustand und/oder das Ausgleichselement durch Federkraft in den Ausgangszustand vorgespannt ist und das Ausgleichselement mit einem Spiel vom Basiselement gehalten ist oder umgekehrt, wobei das Spiel, insbesondere das seitliche Spiel, im Ausgleichszustand größer ist als im Ausgangszustand.
Unter dem Begriff ”Spiel” zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen ist bei der vorliegenden Erfindung insbesondere die Anzahl der Bewegungsmöglichkeiten bzw. Freiheitsgrade im Raum des einen Teils relativ zum anderen Teil sowie die maximal mögliche Bewegung oder Auslenkung in die unabhängige Richtung bzw. die maximal mögliche Drehung in der unabhängigen Ebene des einen Teils relativ zum anderen Teil zu verstehen. Insbesondere ist das Spiel einer Führung zweier relativ zueinander bewegbarer Teile die maximal mögliche Bewegung eines Teils relativ zum anderen Teil in eine Bewegungsrichtung, die nicht der Bewegungsrichtung entspricht, in die die zwei relativ zueinander bewegbaren Teile geführt sind, und/oder die nicht der primären Bewegungsrichtung der Führung entspricht.
Das Spiel der Führung bzw. das Spiel zwischen dem Basiselement und dem Ausgleichselement ermöglicht einen Versatz zwischen dem Basiselement und dem Ausgleichselement bzw. zwischen den mit dem Basiselement und dem Ausgleichselement verbundenen Teilen. Die Federkraft verhindert darüber hinaus unerwünschte Relativbewegungen zwischen dem Basiselement und dem Ausgleichselement und gewährleistet, dass das Ausgleichselement und/oder das Basiselement vom Ausgleichszustand in den Ausgangzustand gespannt und/oder bewegbar ist.
Vorzugsweise weist die Führung im Ausgangszustand kein insbesondere seitliches und/oder rotatorisches Spiel auf und/oder ist das Ausgleichselement spielfrei vom Basiselement im Ausgangzustand gehalten. Dies gewährleistet, dass die Position und/oder Orientierung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement im Ausgangszustand stets – selbst nach Ausgleich eines räumlichen Versatzes – dieselbe bzw. dieselben sind und ermöglicht eine hohe Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit der Ausgleichseinrichtung bzw. Handhabungsvorrichtung.
Besonders bevorzugt wird das Spiel der Führung bzw. das Spiel zwischen dem Ausgleichselement und dem Basiselement bei einer Bewegung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement größer. Damit einhergehend vergrößert sich auch der maximal ausgleichbare Versatz beispielsweise zwischen der Handhabungsvorrichtung und dem Handhabungsobjekt.
Bei einer besonders bevorzugten Variante ist die Führung der Ausgleichseinrichtung als Kegelführung ausgebildet, wobei vorzugsweise das Ausgleichselement einen Kegelstumpf und das Basiselement eine kegelförmige Aufnahme zur Lagerung des Kegelstumpfes aufweist oder umgekehrt. Die Kegelführung bzw. Konus-Verbindung dient in vorteilhafter Weise der Zentrierung der Ausgleichseinrichtung im Ausgangszustand und/oder gewährleistet, dass durch die große Auflagefläche des Kegelstumpfes in der kegelförmigen Aufnahme das Ausgleichselement präzise, sicher, insbesondere spielfrei, und/oder stabil, insbesondere kippfrei, vom Basiselement im Ausgangszustand gehalten ist oder umgekehrt.
Vorzugsweise weist das Ausgleichselement und/oder das Basiselement einen zumindest im Wesentlichen radial abragenden Vorsprung und das Basiselement und/oder das Ausgleichselement eine Aussparung auf, wobei der Vorsprung vorzugsweise – zumindest teilweise – in die Aussparung ragt. Dadurch wird insbesondere gewährleistet, dass ein Drehmoment vom Ausgleichselement auf das Basiselement oder umgekehrt übertragen werden kann.
Besonders bevorzugt liegt zwischen der Aussparung und dem Vorsprung im Ausgangszustand kein Spiel vor. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass im Ausgangszustand der Vorsprung an zwei Flächen oder Stellen in der Aussparung gelagert ist, wobei der Vorsprung bevorzugt durch Federkraft in diese Lagerung gedrückt oder gespannt ist.
Vorzugsweise ist das Spiel zwischen der Aussparung und dem Vorsprung im Ausgleichszustand größer als im Ausgangszustand. Dies ermöglicht eine insbesondere rotatorische Bewegung des Basiselements relativ zum Ausgleichselement im Ausgleichszustand, wobei die insbesondere rotatorische Bewegung durch die geometrische Kontur der Aussparung begrenzt ist.
Besonders bevorzugt weist die Aussparung zumindest im Wesentlichen die Form eines Dreiecks auf. Dadurch wird insbesondere gewährleistet, dass die Position und Orientierung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement im Ausgleichszustand – auch nach Ausgleich eines räumlichen Versatzes – stets dieselbe bzw. das Ausgleichselement relativ zum Basiselement im Ausgangszustand zentriert und/oder im Ausgleichszustand eine insbesondere rotatorische Bewegung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement möglich und/oder eine insbesondere rotatorische Bewegung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement begrenzt ist.
Besonders bevorzugt arbeitet die Ausgleichseinrichtung rein mechanisch, insbesondere ohne elektrische Komponenten. Auf diese Weise ist die Ausgleichseinrichtung äußerst robust und/oder kostengünstig aufgebaut und der Betrieb der Ausgleichseinrichtung wartungsarm.
Bei einer besonders bevorzugten Variante ist die Ausgleichseinrichtung durch ein Gehäuse nach außen verschlossen oder verschließbar. Dies gewährleistet, dass weder Partikel aus der Umgebung in die Ausgleichseinrichtung noch Partikel aus der Ausgleichseinrichtung in die Umgebung gelangen, die die Ausgleichseinrichtung beschädigen und/oder den Betrieb dieser beeinträchtigen und/oder die Umgebung kontaminieren. Durch diese Konstruktionsweise eignet sich die Ausgleichseinrichtung insbesondere für Rein- oder Reinsträume.
Besonders bevorzugt ist das Gehäuse der Ausgleichseinrichtung einstückig ausgebildet oder bildet eine Baueinheit, wobei das Gehäuse und/oder das Basiselement und/oder das Ausgleichselement mit einer flexiblen und/oder elastischen Schicht versehen ist bzw. sind. Die Schicht verhindert insbesondere, dass Schmutz, Partikel und/oder Gegenstände in die Ausgleichseinrichtung und/oder aus der Ausgleichseinrichtung in die Umgebung gelangen ohne die Bewegung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement zu beschränken bzw. zu beeinträchtigen.
Eine vorschlagsgemäße Handhabungsvorrichtung zur Handhabung eines Gegenstandes weist vorzugsweise eine vorschlagsgemäße Ausgleichseinrichtung auf, um einen räumlichen Versatz zwischen einer Greifeinrichtung und einer Bewegungseinrichtung zu ermöglichen und/oder einen räumlichen Versatz zwischen einem Gegenstand und einem Träger beim Beladen und/oder Entladen des Trägers auszugleichen. Auf diese Weise können die bereits erläuterten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann ein Gegenstand unabhängig von seiner Ausgangs-Pose durch die Handhabungsvorrichtung gehandhabt bzw. in die richtige Ziel-Pose bewegt werden, da die Ausgleichseinrichtung beispielsweise ein mögliches Verdrehen und/oder eine mögliche Verkippung des Gegenstandes ausgleicht.
Gemäß einem weiteren, unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Handhabungsvorrichtung vorzugsweise eine Antriebseinrichtung auf, die die Greifeinrichtung – direkt oder indirekt – beim Beladen und/oder Entladen des Trägers in einer von der Beladungs- bzw. Entladungsrichtung abweichenden Richtung bewegt. Dies verhindert insbesondere, dass sich der Gegenstand beim Beladen und/oder Entladen des Trägers mit dem Träger derart verklemmt, dass die Beladung und/oder Entladung des Trägers nicht vollständig und/oder fehlerfrei durchgeführt werden kann.
Besonders bevorzugt treibt die Antriebseinrichtung die Greifeinrichtung beim Beladen und/oder Entladen des Trägers derart an, dass sich diese vorzugsweise mit einer sich wiederholenden Bewegung, insbesondere rüttelnd und/oder wackelnd bewegt bzw. bewegen. Dies unterstützt die Wirkung der Ausgleichseinrichtung hin zu einer fehlerfreieren Beladung und/oder Entladung des Trägers. So wird auf diese Weise ein mögliches Verklemmen oder Verkanten der Führung der Ausgleichseinrichtung bzw. der Bewegung des Ausgleichselements relativ zum Basiselement verhindert oder die Gefahr eines möglichen Verklemmens oder Verkantens reduziert.
Gemäß einem weiteren, ebenfalls unabhängig realisierbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Pose des Gegenstandes, der mittels der Handhabungsvorrichtung gehandhabt wird, bzw. die Lage der Greifeinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise durch ein Riemengetriebe einstellbar. Das Riemengetriebe ermöglicht eine wartungsarme und äußerst präzise Einstellung der Pose des Gegenstandes bzw. der insbesondere rotatorischen Lage der Greifeinrichtung sowie eine gleichzeitige Einstellung der Pose mehrerer Gegenstände bzw. der insbesondere rotatorischen Lage mehrerer Greifeinrichtungen, wenn beispielsweise die Greifeinrichtungen und/oder die Bewegungseinrichtungen und/oder die Ausgleichseinrichtungen über einen Riemen vorzugsweise mit einer Antriebseinrichtung verbunden sind.
Die oben genannten Aspekte und weitere sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung ergebende Aspekte und Merkmale können unabhängig voneinander und in jeder beliebigen Kombination realisiert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 einen schematischen Schnitt einer vorschlagsgemäßen Ausgleichseinrichtung in einem Ausgangszustand;
2 eine perspektivische Seitenansicht der Ausgleichseinrichtung gemäß 1;
3 einen schematischen Schnitt der Ausgleichseinrichtung gemäß 1 in einem ersten Ausgleichszustand;
4 eine perspektivische Seitenansicht der Ausgleichseinrichtung gemäß 3;
5 einen schematischen Schnitt der Ausgleichseinrichtung gemäß 1 in einem zweiten Ausgleichszustand;
6 eine perspektivische Seitenansicht der Ausgleichseinrichtung gemäß 5;
7 eine perspektivische Ansicht der Ausgleichseinrichtung gemäß 1 in explodierter Weise mit einer zugeordneten Greifeinrichtung sowie einer Lagerung;
8 eine perspektivische Ansicht einer vorschlagsgemäßen Handhabungsvorrichtung mit mehreren Ausgleichseinrichtungen und Greifeinrichtungen sowie mit einem Adapter;
9 eine perspektivische Seitenansicht der Handhabungsvorrichtung gemäß 8 mit Gegenständen, einer angedeuteten Bewegungseinrichtung, einer Antriebseinrichtung sowie einem zugeordneten Träger; und
10 eine perspektivische Draufsicht eines vorschlagsgemäßen Riemengetriebes der Handhabungsvorrichtung.
In den teilweise nicht maßstabsgerechten, nur schematischen Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
Die in 1 dargestellte Ausgleichseinrichtung 1 weist vorzugsweise ein Basiselement 3 und ein Ausgleichselement 4 auf, wobei das Ausgleichselement 4 relativ zum Basiselement 3 bewegbar ist bzw. das Ausgleichselement 4 und das Basiselement 3 in einer Führung 5 geführt sind.
Die Ausgleichseinrichtung 1 bzw. das Basiselement 3 bzw. das Ausgleichselement 4 befindet bzw. befinden sich in der Darstellung im Ausgangszustand.
Im Ausgangszustand ist das Ausgleichselement 4 relativ zum Basiselement 3 in die Richtung X und/oder das Basiselement 3 relativ zum Ausgleichselement 4 in die Richtung Y bewegbar bzw. drückbar, wobei die Richtung X und die Richtung Y vorzugsweise auf der Längsachse A der Ausgleichseinrichtung 1 liegen.
Die Achse A entspricht insbesondere der Führungsrichtung bzw. der primären Bewegungsrichtung der vorzugsweise durch das Basiselement 3 für das Ausgleichselement 4 gebildeten Führung 5.
Vorzugsweise ist das Ausgleichselement 4 im Ausgangszustand in keine von der Richtung X abweichenden Richtung relativ zum Basiselement 3 bzw. das Basiselement 3 in keine von der Richtung Y abweichende Richtung relativ zum Ausgleichselement 4 bewegbar bzw. drückbar bzw. ist das Ausgleichselement 4 spielfrei vom Basiselement 3 gehalten oder umgekehrt.
Im Ausgangszustand weist die Führung 5, wie dargestellt, vorzugsweise kein Spiel 6 auf. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, bei denen die Führung 5 im Ausgangszustand ein Spiel 6 aufweist bzw. das Ausgleichselement 4 mit einem Spiel 6 vom Basiselement 3 gehalten ist oder umgekehrt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Führung 5 vorzugsweise als Kegelführung ausgebildet.
Besonders bevorzugt weist das Ausgleichselement 4 einen Kegelstumpf 8 und das Basiselement 3 eine kegelförmige Aufnahme 9 zur Lagerung des Kegelstumpfes 8 auf oder umgekehrt. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich. Insbesondere kann anstelle des Kegelstumpfes 8 eine zumindest im Wesentlichen ebene Platte, insbesondere eine Kreisplatte, oder eine Kugel in der Aufnahme 9 gelagert bzw. geführt sein.
Vorzugsweise lagert der Kegelstumpf 8 im Ausgangszustand in der Aufnahme 9 spielfrei, wobei die Mantelfläche des Kegelstumpfes 8 – zumindest teilweise – mit der Innenfläche der Aufnahme 9 in Berührung steht. Vorzugsweise weisen hierzu der Kegelstumpf 8 und die innere Wand der kegelförmigen Aufnahme 9 den gleichen Neigungswinkel bzw. die gleiche Kegelschräge auf. Auf diese Weise ist es insbesondere nicht möglich, das Ausgleichselement 4 relativ zum Basiselement 3 entgegen der Richtung X bzw. das Basiselement 3 relativ zum Ausgleichselement 4 entgegen der Richtung Y zu bewegen.
Der Kegelstumpf 8 bildet zusammen mit der Aufnahme 9 vorzugsweise die Führung 5 aus und ermöglicht eine Bewegung des Ausgleichselements 4 relativ zum Basiselement 3.
Besonders bevorzugt weist die Führung 5 eine glatte, reibungsarme und/oder abriebsarme Oberfläche auf. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, bei denen die Oberfläche des Kegelstumpfes 8 und/oder der Aufnahme 9 bzw. der zueinander bewegbaren Teile der Ausgleichseinrichtung 1 eine gerichtete oder ungerichtete Reibung erzeugt.
Vorzugsweise besteht der Kegelstumpf 8 aus einem Material mit Gleiteigenschaft oder weist eine Beschichtung mit Gleiteigenschaft auf. Besonders bevorzugt besteht der Kegelstumpf 8 oder eine darauf aufgebrachte Beschichtung aus einem Kunststoff mit Gleiteigenschaften, wie PEEK, POM oder PTFE. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Wand der Aufnahme 9 eine entsprechende Beschichtung mit Gleiteigenschaft aufweisen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Ausgleichselement 4 durch die Federkraft einer Feder 7 in den Ausgangszustand vorgespannt und insbesondere spielfrei vom Basiselement 3 gehalten oder umgekehrt.
Besonders bevorzugt ist das Ausgleichselement 4 relativ zum Basiselement 3 gegen die Federkraft aus dem dargestellten Ausgangszustand in einen Ausgleichszustand (in 1 nicht dargestellt) bewegbar bzw. drückbar.
Es sind insbesondere auch konstruktive Lösungen möglich, bei denen zusätzlich zur Federkraft zunächst eine definierte Kraft bzw. ein definierter Widerstand zu überwinden ist, um die Ausgleichseinrichtung 1 aus dem Ausgangszustand in den Ausgleichszustand zu bewegen. Beispielsweise kann die Führung 5 durch mindestens eine Vertiefung insbesondere im Kegelstumpf 8 und/oder in der Aufnahme 9 und durch mindestens eine Erhöhung insbesondere im Kegelstumpf 8 und/oder in der Aufnahme 9 in dem Ausgangszustand arretiert, eingerastet oder verklemmt sein, wobei im arretierten, eingerasteten oder verklemmten Zustand die jeweilige Erhöhung in der komplementären, insbesondere in der gegenüberliegenden, Vertiefung teilweise und/oder vollständig lagert.
Besonders bevorzugt ist die Federkraft der Feder 7 variabel einstellbar. Insbesondere ist die Länge des Ausgleichselements 4 – beispielsweise durch Verschrauben des Kegelstumpfes 8 – veränderbar, um die Feder 7 im Ausgangszustand mit einer gewünschten Federkraft zu stauchen.
Vorzugsweise weist die Ausgleichseinrichtung 1 zur translatorischen und/oder rotatorischen Verstellung der Ausgleichseinrichtung 1 eine Antriebsfläche 12 auf.
Die Oberfläche der Antriebsfläche 12 ist vorzugsweise mit Zähnen versehen. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, beispielsweise bei denen die Oberfläche glatt oder rau ausgebildet ist oder anderweitig gestaltete Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweist.
Insbesondere ist die Antriebsfläche 12 dazu ausgebildet, eine äußere Kraft und/oder ein äußeres Drehmoment, insbesondere einer zugeordneten Antriebseinrichtung 17 (nicht dargestellt), vorzugsweise über ein Antriebselement (ebenfalls nicht dargestellt), wie einen Riemen, insbesondere einen Zahnriemen, auf die Ausgleichseinrichtung 1 vorzugsweise kraft- und/oder formschlüssig zu übertragen.
Die Antriebsfläche 12 ist vorzugsweise mit dem Ausgleichselement 4 und/oder dem Basiselement 3 form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, bei denen die Antriebsfläche 12 einstückig mit der Ausgleichseinrichtung 1 ausgebildet ist oder eine Baueinheit bildet.
Besonders bevorzugt ist die Antriebsfläche 12 als Mantelfläche eines Zylinders bzw. als zylinderartige Fläche ausgebildet, deren Mittelachse auf der Achse A der Ausgleichseinrichtung 1 liegt oder eine Parallele zu dieser bildet. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, beispielsweise bei denen die Mittelachse der Antriebsfläche 12 zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Achse A der Ausgleichsrichtung 1 verläuft, um mittels der nicht dargestellten Antriebseinrichtung 17 eine kippende und/oder wippende Bewegung der Ausgleichseinrichtung 1 zu erzielen. Auch ist es möglich, dass die Antriebsfläche 12 als zumindest im Wesentlichen ebene Fläche zumindest teilweise auf dem Umfang, Rand oder der Oberfläche der Ausgleichseinrichtung 1 zur translatorischen Verstellung der Ausgleichseinrichtung 1 verläuft.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausgleichseinrichtung 1 gemäß 1.
Vorzugsweise weist bzw. weisen das Ausgleichselement 4 und/oder das Basiselement 3 einen zumindest im Wesentlichen radial abragenden Vorsprung 10 und das Basiselement 3 und/oder das Ausgleichselement 4 eine Aussparung 11 auf, wobei der Vorsprung 10 vorzugsweise – zumindest teilweise – in die Aussparung 11 eingreift bzw. ragt.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Vorsprung 10 mittels eines Stiftes realisiert, der in einer Durchgangsbohrung des Kegelstumpfes 8 eingreift bzw. lagert. Die beiden Enden des Stiftes bilden jeweils vorzugsweise gegenüberliegende Vorsprünge 10. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, bei denen der Stift oder ein Bolzen oder dergleichen lediglich einen einseitigen Vorsprung 10 des Kegelstumpfes 8 bildet. Auch ist es möglich, dass die Geometrie des Kegelstumpfes 8 und/oder der Aufnahme 9 einen solchen Vorsprung 10 bildet.
Vorzugsweise weist der Vorsprung 10 einen kreisförmigen Querschnitt auf, wie in 2 dargestellt. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich. Beispielsweise kann der Querschnitt des Vorsprungs 10 dreiecksförmig ausgebildet sein.
Vorzugsweise ragt der Vorsprung 10 derart in die Aussparung 11, dass ein Drehmoment vom Ausgleichselement 4 auf das Basiselement 3 oder umgekehrt übertragen werden kann und/oder eine – insbesondere rotatorische – Bewegung des Ausgleichselement 4 relativ zum Basiselement 3 begrenzt wird.
Vorzugsweise liegt, wie in 2 dargestellt, zwischen der Aussparung 11 und dem Vorsprung 10 im Ausgangszustand kein Spiel 6 vor. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich.
Vorzugsweise weist die Aussparung 11 in axialer Richtung eine Verjüngung auf, wobei insbesondere im Ausgangszustand der Vorsprung 10 in der Verjüngung bzw. der engeren oder schmaleren Stelle der Aussparung 11 gelagert ist.
Besonders bevorzugt ist die Aussparung 11 derart geformt, dass der Vorsprung 10 im Ausgangszustand spielfrei in der Verjüngung der Aussparung 11 in der Aussparung 11 gelagert ist. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Aussparung 11 zumindest im Wesentlichen die Form eines Dreieckes auf. Es sind jedoch auch andere Formen bzw. Konturen denkbar, insbesondere dreiecksartige und/oder ovalartige Formen bzw. Konturen.
Insbesondere können auch mehrere über die Achse A und/oder den Umfang der Ausgleichseinrichtung 1 verteilte Vorsprünge 10 in zugehörige Aussparungen 11 ragen. So sind insbesondere konstruktive Lösungen denkbar, bei denen anstelle des dargestellten Kegelstumpfes 8 in Verbindung mit der Aufnahme 9 mehrere über die Achse A und/oder den Umfang der Ausgleichseinrichtung 1 verteilte Vorsprünge 10 in zugehörige Aussparungen 11 ragen, wobei die gleichen oder zumindest ähnliche Vorteile erzielt werden.
3 zeigt einen schematischen Schnitt und 4 eine perspektivische Seitenansicht der Ausgleichseinrichtung 1 gemäß 1 in einem ersten Ausgleichszustand bzw. in einem Zwischenzustand.
Durch eine relative Bewegung des Ausgleichselements 4 in Richtung X und/oder des Basiselements 3 in Richtung Y ist die Ausgleichseinrichtung 1 aus dem Ausgangszustand (vgl. 1 und 2) in den in 3 und 4 dargestellten ersten Ausgleichszustand bewegbar.
Vorzugsweise wird das Spiel 6, insbesondere das seitliche oder radiale und/oder rotatorische Spiel 6, zwischen dem Ausgleichselement 4 und dem Basiselement 3, vorzugsweise sowohl zwischen dem Kegelstumpf 8 und der Aufnahme 9 als auch zwischen dem Vorsprung 10 und der Aussparung 11, bei einer Bewegung des Ausgleichselements 4 relativ zum Basiselement 3, insbesondere bei einer Bewegung des Ausgleichselements 4 in Richtung X und/oder des Basiselements 3 in Richtung Y, größer.
Besonders bevorzugt wird das Spiel 6 linear mit einer Bewegung des Ausgleichselements 4 relativ zum Basiselement 3 größer. Es sind jedoch auch konstruktive Lösungen möglichen, insbesondere bei denen der Zusammenhang zwischen der Relativbewegung des Basiselements 3 zum Ausgleichselement 4 und der Zunahme des Spiels 6 ein nicht linearer, sondern ein beispielsweise progressiver oder degressiver Zusammenhang ist.
Im in 3 und 4 dargestellten Ausgleichszustand ist das Ausgleichselement 4 mit einem insbesondere seitlichen oder radialen Spiel 6 vom Basiselement 3 gehalten oder umgekehrt und/oder weist die Führung 5 ein insbesondere seitliches oder radiales Spiel 6 auf.
Besonders bevorzugt ist im Ausgleichszustand auch ein insbesonderes rotatorisches Spiel 6 zwischen der Aussparung 11 und dem Vorsprung 10 vorhanden. Auf diese Weise ist insbesondere eine rotatorische Bewegung des Ausgleichselements 4 relativ zum Basiselement 3 der Ausgleichseinrichtung 1 möglich.
Das Spiel 6 der Führung 5 ermöglicht insbesondere, dass das Ausgleichselement 4 und/oder das Basiselement 3 auch in einer von der Richtung X oder Y abweichenden Richtung bewegbar und/oder drehbar ist bzw. sind.
Vorzugsweise ermöglicht das Spiel 6 im Ausgleichszustand eine räumliche Bewegung des Ausgleichselement 4 und/oder des Basiselements 3 mit allen sechs dreidimensionalen Bewegungsfreiheitsgraden. Auf diese Weise hat das Ausgleichselement 4 relativ zum Basiselement 3 drei Translationsfreiheitsgrade und drei Rotationsfreiheitsgrade. In dem dargestellten Zustand der Ausgleichseinrichtung 1 sind folglich insbesondere seitliche und/oder kippende und/oder rotatorische Bewegungen des Ausgleichselements 4 relativ zum Basiselement 3 möglich.
Die Ausgleichseinrichtung 1 bzw. das Ausgleichselement 4 und/oder das Basiselement 3 ist bzw. sind vorzugsweise nach außen durch ein Gehäuse (nicht dargestellt) verschlossen oder verschließbar.
Besonders bevorzugt ist das Gehäuse der Ausgleichseinrichtung 1 einstückig ausgebildet oder bildet eine Baueinheit, wobei das Gehäuse und/oder das Ausgleichselement 4 und/oder das Basiselement 3 mit einer flexiblen und/oder elastischen Schicht versehen ist bzw. sind. Insbesondere ermöglicht die flexible Schicht eine Bewegung des Ausgleichselements 4 relativ zum Basiselement 3.
5 zeigt einen schematischen Schnitt und 6 eine perspektivische Seitenansicht der Ausgleichseinrichtung 1 gemäß 1 in einem zweiten Ausgleichszustand.
Im zweiten Ausgleichszustand gleicht das im ersten Ausgleichszustand vorhandene Spiel 6 vorzugsweise einen Versatz zwischen zwei mit der Ausgleichseinrichtung 1 verbundenen Teilen aus bzw. ermöglicht diesen.
Vorzugsweise nimmt die Ausgleichseinrichtung 1 beispielsweise bei einer Kollision zwischen der Ausgleichseinrichtung 1 bzw. der Handhabungsvorrichtung 2 (nicht dargestellt) mit Gegenständen der Umgebung und/oder zwischen dem Handhabungsobjekt und Gegenständen der Umgebung, insbesondere einem Träger 15 (nicht dargestellt), ausgehend vom Ausgangszustand zunächst den ersten Ausgleichszustand und anschließend den zweiten Ausgleichszustand ein. Es sind jedoch auch Vorgänge möglich, bei denen die Ausgleichseinrichtung 1 direkt vom Ausgangszustand in den zweiten Ausgleichszustand gelangt.
Insbesondere gleicht die Ausgleichseinrichtung 1 im zweiten Ausgleichszustand eine fehlerhafte räumliche Lage, insbesondere ein mögliches Verdrehen und/oder eine mögliche Verkippung, des Handhabungsobjektes bzw. Gegenstandes 13A (nicht dargestellt) und/oder eines zugeordneten Trägers 15 (nicht dargestellt) und/oder einer Greifeinrichtung 13 (nicht dargestellt) der Handhabungsvorrichtung 2 (nicht dargestellt) aus.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausgleichseinrichtung 1 gemäß 1 in explodierter Weise mit zugeordneter Greifeinrichtung 13 sowie mit einer Lagerung.
Vorzugsweise ist die Ausgleichseinrichtung 1 zwischen der Bewegungseinrichtung 14 (nicht dargestellt) und der Greifeinrichtung 13 der Handhabungsvorrichtung 2 (nicht dargestellt) angeordnet. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich.
Besonders bevorzugt ist die Ausgleichseinrichtung 1 form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig, insbesondere durch Verschrauben, mit der Handhabungsvorrichtung 2, insbesondere der Greifeinrichtung 13 und/oder der Bewegungseinrichtung 14, verbunden oder verbindbar.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Ausgleichseinrichtung 1, insbesondere das Basiselement 3, durch Verschrauben mit der Greifeinrichtung 13 verbunden.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Ausgleichseinrichtung 1 mit der Handhabungsvorrichtung 2, insbesondere der Greifeinrichtung 13, einstückig ausgebildet oder bildet eine Baueinheit.
Besonders bevorzugt ist die Greifeinrichtung 13, wie in 7 dargestellt, als mechanischer Greifer 18 ausgebildet. Die Ausgleichseinrichtung 1 ist jedoch auch mit jeder anderen Art von Greifeinrichtungen 13, beispielsweise mit pneumatischen und/oder magnetischen Greifeinrichtungen 13, verbindbar.
Besonders bevorzugt sind die Greifbacken 19 des Greifers 18 zumindest im Wesentlichen V-förmig ausgebildet, wie in 7 dargestellt. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, bei denen die Greifbacken 19 – je nach Verwendungszweck – anderweitig ausgebildet sind.
Vorzugsweise ist die Greifeinrichtung 13 durch eine pneumatische Antriebseinrichtung (nicht dargestellt), insbesondere durch einen Pneumatikzylinder (nicht dargestellt), angetrieben oder antreibbar. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, bei denen der Antrieb des Greifers 18 beispielsweise mechanisch oder elektrisch erfolgt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Ausgleichseinrichtung 1, insbesondere das Ausgleichselement 4, bewegbar mit der Bewegungseinrichtung 14 (nicht dargestellt) bzw. einem Adapter 14A (ebenfalls nicht dargestellt) der Handhabungsvorrichtung 2 verbunden bzw. in oder an der Bewegungseinrichtung 14 bzw. dem Adapter 14A bewegbar mittels einer Lagerung gelagert.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vorschlagsgemäßen Handhabungsvorrichtung 2 mit mehreren Ausgleichseinrichtungen 1 und Greifeinrichtungen 13 sowie mit einem Adapter 14A, ohne eine zugeordnete Bewegungseinrichtung 14.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Handhabungsvorrichtung 2 weist die Handhabungsvorrichtung 2 mehrere Ausgleichseinrichtungen 1 und Greifeinrichtungen 13 zur Handhabung mehrerer Gegenstände 13A (nicht dargestellt) auf.
Insbesondere kann durch die dargestellte Handhabungsvorrichtung 2 bzw. die Ausgleichseinrichtungen 1 eine fehlerhafte räumliche Lage, insbesondere ein mögliches Verdrehen und/oder eine mögliche Verkippung, der Gegenstände 13A (nicht dargestellt) und/oder der Greifeinrichtungen 13 gleichzeitig und/oder individuell – also bei jeweils unterschiedlicher fehlerhafter Lage der Gegenstände 13A und/oder der Greifeinrichtungen 13 – ausgeglichen werden.
Vorzugsweise sind die Ausgleichseinrichtungen 1 jeweils unterschiedlich ausgebildet bzw. ausbildbar und/oder eingestellt bzw. einstellbar, um die Handhabungsvorrichtung 2 beispielsweise auf unterschiedlich fehleranfällige Gegenstände 13A und/oder Greifeinrichtungen 13 in vorteilhafter Weise abzustimmen.
Besonders bevorzugt ist die Ausgleichseinrichtung 1 bzw. sind die Ausgleichseinrichtungen 1 mittels eines Adapters 14A mit der Bewegungseinrichtung 14 (nicht dargestellt) verbunden bzw. verbindbar. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, bei denen insbesondere die Ausgleichseinrichtung 1 bzw. die Ausgleichseinrichtungen 1 direkt mit der Bewegungseinrichtung 14 verbunden oder verbindbar ist bzw. sind oder der Adapter 14A mit der Bewegungseinrichtung 14 (nicht dargestellt) einstückig ausgebildet ist oder ein Baueinheit bildet.
Besonders bevorzugt ist die Ausgleichseinrichtung 1 bewegbar in oder an dem Adapter 14A gelagert bzw. lagerbar. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich, insbesondere bei denen die Ausgleichseinrichtung 1 form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Adapter 14A bzw. der Bewegungseinrichtung 14 verbunden bzw. verbindbar ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Ausgleichseinrichtungen 1 vorzugsweise benachbart oder in Reihe angeordnet oder anordenbar.
Vorzugsweise ist der räumliche Versatz, insbesondere der Abstand, der Ausgleichseinrichtungen 1 zueinander im oder am Adapter 14A beispielsweise durch Langlochbohrungen im Adapter 14A variabel einstellbar ist.
9 zeigt eine schematische Seitenansicht der Handhabungsvorrichtung 2 gemäß 8 mit Gegenständen 13A, einer angedeuteten Bewegungseinrichtung 14, einem zugeordneten Träger 15, einer Antriebseinrichtung 17 sowie einem Riemengetriebe 20.
Besonders bevorzugt ist die Handhabungsvorrichtung 2 dazu ausgebildet, den Träger 15 mit dem Gegenstand 13A zu beladen und/oder entladen, wobei die Ausgleichseinrichtung 1 einen räumlichen Versatz zwischen dem Gegenstand 13A und dem Träger 15 beim Beladen und/oder Entladen des Trägers 15 ausgleicht.
Die dargestellte Handhabungsvorrichtung 2 ist insbesondere dazu geeignet, einen Träger 15 mit dem Gegenstand 13A in einer vom Träger 15 vorgegebenen Pose bzw. räumlichen Lage zu beladen oder entladen, wobei sich die vorgegebene Pose beispielsweise durch eine Vertiefung 16 im Träger 15 ergibt, in die der Gegenstand 13A eingesetzt oder einsetzbar ist.
Vorzugsweise kann die räumliche Lage der Greifeinrichtung 13 und damit die Pose bzw. räumliche Lage des Gegenstandes 13A – zumindest teilweise – durch die Antriebseinrichtung 17 eingestellt werden.
Besonders bevorzugt ist die Antriebseinrichtung 17 an bzw. auf dem Adapter 14A der Bewegungseinrichtung 14 befestigt bzw. gelagert. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich.
Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung 17 als Schrittmotor ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Antriebskonzepte möglich bzw. anwendbar.
Die Antriebseinrichtung 17 ist, wie in 9 dargestellt, vorzugsweise durch das Riemengetriebe 20 mit der Ausgleichseinrichtung 1 bzw. den Ausgleichseinrichtungen 1 der Handhabungsvorrichtung 2 verbunden bzw. verbindbar. Es sind jedoch auch andere konstruktive Lösungen möglich. Alternativ zum Riemengetriebe 20 kann die Antriebseinrichtung 17 beispielsweise direkt und/oder über ein Zahnradgetriebe mit der Greifeinrichtung 13 und/oder der Bewegungseinrichtung 14 und/oder der Ausgleichseinrichtung 1 verbunden bzw. verbindbar sein.
Besonders bevorzugt ist die Antriebseinrichtung 17 dazu ausgebildet, die rotatorische Ausrichtung des Gegenstandes 13A durch das Riemengetriebe 20 einzustellen.
Vorzugsweise kann die Pose mehrerer Gegenstände 13A bzw. der Greifeinrichtung 13 bzw. der Ausgleichseinrichtung 1 durch die Antriebseinrichtung 17 bzw. das Riemengetriebe 20 gleichzeitig eingestellt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Handhabungsvorrichtung 2 ist die Antriebseinrichtung 17 dazu ausgebildet, die Greifeinrichtung 13 – direkt oder indirekt – beim Beladen und/oder Entladen des Trägers 15 in einer von der Beladungs- bzw. Entladungsrichtung abweichenden Richtung zu bewegen.
Vorzugsweise treibt die Antriebseinrichtung 17 die Greifeinrichtung 13 quer zur Hauptbewegungsrichtung, insbesondere zur Beladungs- bzw. Entladungsrichtung, und/oder rotatorisch an.
Die Antriebseinrichtung 17 treibt die Greifeinrichtung 13 vorzugsweise indirekt über die Bewegungseinrichtung 14 und/oder die Ausgleichseinrichtung 1, besonders bevorzugt indirekt über die Ausgleichseinrichtung 1, ganz besonders bevorzugt über die Antriebsfläche 12 der Ausgleichseinrichtung an.
Insbesondere treibt die Antriebseinrichtung 17 die Greifeinrichtung 13 und/oder die Bewegungseinrichtung 14 und/oder die Ausgleichseinrichtung 1 beim Be- und/oder Entladen des Trägers 15 derart an, dass sich die Greifeinrichtung 13 und/oder die Bewegungseinrichtung 14 und/oder die Ausgleichseinrichtung 1 vorzugsweise mit einer sich wiederholenden Bewegung, besonders bevorzugt rüttelnd und/oder wackelnd und/oder zitternd, zusätzlich zur Beladungs- bzw. Entladungsrichtung bewegt bzw. bewegen.
Vorzugsweise arbeitet die vorschlagsgemäße Handhabungsvorrichtung 2 nach einem vorschlagsgemäßen Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt die Greifeinrichtung 13 den Gegenstand 13A bzw. das Handhabungsobjekt ergreift, in einem zweiten Schritt die Bewegungseinrichtung 14 und/oder die Antriebseinrichtung 17 die Pose des Gegenstandes 13A bzw. des Handhabungsobjektes bzw. Lage der Greifeinrichtung derart ändert, dass diese der Zielpose entspricht, und schließlich in einem dritten Schritt die Greifeinrichtung 13 den Gegenstand 13A bzw. das Handhabungsobjekt löst oder freigibt.
Vorzugsweise wird in dem ersten Schritt der Träger 15 mit dem Gegenstand 13A entladen und in dem dritten Schritt ein anderer Träger 15 mit dem Gegenstand 13A beladen, beispielsweise für den Transport und/oder die Weiterverarbeitung o. dgl.. Alternativ wird in dem ersten Schritt der Träger 15 mit dem Gegenstand 13A durch die Handhabungsvorrichtung 2 entladen und in dem dritten Schritt – beispielsweise zur Weiterverarbeitung oder Prüfung oder Montage – die entsprechende Maschine bzw. Vorrichtung gerüstet bzw. bestückt oder ein anderer Gegenstand mit dem Gegenstand 13A zusammengebaut. Der erste und dritte Schritt sind vorzugsweise auch vertauschbar.
Besonders bevorzugt bewegt die Antriebseinrichtung 17 der Handhabungsvorrichtung 2 die Greifeinrichtung 13 und/oder die Bewegungseinrichtung 14 und/oder die Ausgleichseinrichtung 1 beim Be- und/oder Entladen des Trägers 15 – also im ersten und dritten Schritt des Verfahrens und/oder kurz vor und/oder nach diesen – in einer von der Beladungs- bzw. Entladungsrichtung abweichenden Richtung.
Besonders bevorzugt stoppt die Antriebseinrichtung 17 vor Ergreifen des Gegenstandes 13A und/oder der Freigabe des Gegenstandes 13A die von der Beladungs- bzw. Entladungsrichtung abweichenden Bewegung.
10 zeigt eine perspektivische Draufsicht eines vorschlagsgemäßen Riemengetriebes 20 der Handhabungsvorrichtung 2 mit einem Riemen 21, Spannrollen 22, einer Antriebsrolle 23 sowie mehreren Ausgleichseinrichtungen 1.
Vorzugsweise weist das Riemengetriebe 20 eine Antriebsrolle 23 zum Antrieb des Riemengetriebes 20 bzw. des Riemens 21 auf.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Riemen 21 des Riemengetriebes 20 durch Spannrollen 22 gespannt oder spannbar. Es sind jedoch auch konstruktive Lösungen möglich, bei denen das Riemengetriebe 20 ohne Spannrollen 22 ausgeführt bzw. ausgebildet ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform spannen insgesamt drei Spannrollen 22 den Riemen 21 derart, dass eine ausreichende Kraft- bzw. Momentübertragung der nicht dargestellten Antriebseinrichtung 17 auf die Ausgleichseinrichtung 1 gewährleistet ist.
Besonders bevorzugt ist die Anordnung zwischen den Spannrollen 22 zueinander und/oder zwischen den Spannrollen 22 zu den Ausgleichseinrichtungen 1 variabel und entsprechend des Verwendungszwecks einstellbar. Unabhängig davon lässt sich vorzugsweise die Führung des Riemens 21 je nach Verwendungszweck anpassen.
Einzelne Aspekte und Merkmale können unabhängig voneinander, aber auch in beliebiger Kombination realisiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Ausgleichseinrichtung
2: Handhabungsvorrichtung
3: Basiselement
4: Ausgleichselement
5: Führung
6: Spiel
7: Feder
8: Kegelstumpf
9: Aufnahme
10: Vorsprung
11: Aussparung
12: Antriebsfläche
13: Greifeinrichtung
13A: Gegenstand
14: Bewegungseinrichtung
14A: Adapter
15: Träger
16: Vertiefung
17: Antriebseinrichtung
18: Greifer
19: Greifbacken
20: Riemengetriebe
21: Riemen
22: Spannrolle
23: Antriebsrolle
A: Achse
X: erste Richtung
Y: zweite Richtung

Claims

Ausgleichseinrichtung (1) für eine Handhabungsvorrichtung (2), mit einem Basiselement (3) und einem Ausgleichselement (4), wobei das Ausgleichselement (4) relativ zum Basiselement (3) aus einem Ausgangszustand in einen Ausgleichszustand bewegbar ist, wobei die Ausgleichseinrichtung (1) eine Führung (5) zur Bewegung des Ausgleichselements (4) relativ zum Basiselement (3) aufweist, wobei die Führung (5) in dem Ausgleichszustand ein Spiel (6) aufweist, das insbesondere seitlich größer ist als das Spiel (6) der Führung (5) im Ausgangszustand, und/oder wobei das Ausgleichselement (4) durch Federkraft in den Ausgangszustand vorgespannt ist und das Ausgleichselement (4) mit einem Spiel (6) vom Basiselement (3) gehalten ist oder umgekehrt, wobei das Spiel (6), insbesondere das seitliche Spiel, im Ausgleichszustand größer ist als im Ausgangszustand.
Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) bzw. Führung (5) im Ausgangszustand kein insbesondere seitliches und/oder rotatorisches Spiel (6) aufweist und/oder das Ausgleichselement (4) spielfrei vom Basiselement (3) im Ausgangszustand gehalten ist oder umgekehrt.
Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel (6) der Führung (5) bzw. das Spiel (6) zwischen dem Ausgleichselement (4) und dem Basiselement (3) bei einer Bewegung des Ausgleichselements (4) relativ zum Basiselement (3) größer wird.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) relativ zum Basiselement (3) gegen die Federkraft aus dem Ausgangszustand in den Ausgleichszustand bewegbar ist.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) und/oder das Basiselement (3) mittels einer Feder (7) vom Ausgleichszustand in den Ausgangszustand gespannt und/oder bewegbar ist.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft variabel einstellbar ist.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (5) als Kegelführung ausgebildet ist.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) vorzugsweise einen Kegelstumpf (8) und das Basiselement (3) vorzugsweise eine kegelförmige Aufnahme (9) zur Lagerung des Kegelstumpfes (8) aufweist oder umgekehrt.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (4) und/oder das Basiselement (3) einen zumindest im Wesentlichen radial abragenden Vorsprung (10) und das Basiselement (3) und/oder das Ausgleichselement (4) eine Aussparung (11) aufweisen, wobei der Vorsprung (10) vorzugsweise – zumindest teilweise – in die Aussparung (11) ragt.
Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere das rotatorische Spiel (6) zwischen der Aussparung (11) und dem Vorsprung (10) im Ausgleichszustand größer ist als im Ausgangszustand.
Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aussparung (11) und dem Vorsprung (10) im Ausgangszustand kein Spiel (6) vorliegt.
Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel (6) zwischen der Aussparung (11) und dem Vorsprung (10) bei einer Bewegung des Ausgleichselements (4) relativ zum Basiselement (3) größer wird.
Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (11) zumindest im Wesentlichen die Form eines Dreiecks aufweist.
Ausgleichseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) und die Aussparung (11) dazu ausgebildet sind, ein Drehmoment vom Ausgleichselement (4) auf das Basiselement (3) oder umgekehrt zu übertragen und/oder eine – insbesondere rotatorische – Bewegung des Ausgleichselements (4) relativ zum Basiselement (3) zu begrenzen.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, mittels der Bewegung des Ausgleichselements (4) relativ zum Basiselement (3) einen räumlichen, insbesondere translatorischen und/oder rotatorischen, Versatz zwischen zwei mit Ausgleichseinrichtung (1) verbundenen Teilen zu ermöglichen oder auszugleichen.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) zur translatorischen und/oder rotatorischen Verstellung der Ausgleichseinrichtung (1) eine Antriebsfläche (12), vorzugsweise mit Zähnen, für eine zugeordnete Antriebseinrichtung (17) aufweist.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) rein mechanisch arbeitet.
Ausgleichseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) durch ein Gehäuse nach außen verschlossen oder verschließbar ist.
Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und/oder das Ausgleichselement (4) und/oder das Basiselement (3) mit einer flexiblen Schicht versehen ist bzw. sind.
Handhabungsvorrichtung (2) zur Handhabung eines Gegenstandes (13A), mit einer Greifeinrichtung (13) zum Greifen des Gegenstandes (13A) und einer Bewegungseinrichtung (14) zur Änderung der Pose des Gegenstandes (13A) bzw. Lage der Greifeinrichtung (13), wobei die Handhabungsvorrichtung (2) eine Ausgleichseinrichtung (1) aufweist, um einen räumlichen Versatz zwischen der Greifeinrichtung (13) und der Bewegungseinrichtung (14) zu ermöglichen.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal mögliche Versatz zwischen der Greifeinrichtung (13) und der Bewegungseinrichtung (14) in einem Ausgangszustand kleiner ist als einem Ausgleichszustand.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgangszustand kein Versatz zwischen der Greifeinrichtung (13) und der Bewegungseinrichtung (14) vorliegt.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegung der Greifeinrichtung (13) relativ zur Bewegungseinrichtung (14) der maximal mögliche Versatz zwischen der Greifeinrichtung (13) und der Bewegungseinrichtung (14) größer wird.
Handhabungsvorrichtung (2) zur Handhabung eines Gegenstandes (13A), mit einer Greifeinrichtung (13) zum Greifen des Gegenstandes (13A) und einer Bewegungseinrichtung (14) zur Änderung der Pose des Gegenstandes (13A) bzw. Lage der Greifeinrichtung (13), wobei die Handhabungsvorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, einen Träger (15) mit dem Gegenstand (13A) zu beladen und/oder entladen, insbesondere nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Handhabungsvorrichtung (2) eine Ausgleichseinrichtung (1) aufweist, die einen räumlichen Versatz zwischen dem Gegenstand (13A) und dem Träger (15) beim Beladen und/oder Entladen des Trägers (15) ausgleicht.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (15) mit dem Gegenstand (13A) in einer vom Träger (15) vorgegebenen bzw. beeinflussten Pose beladen und/oder beladbar bzw. entladbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (15) eine Vertiefung (16) aufweist, in die der Gegenstand (13A) eingesetzt oder einsetzbar ist.
Handhabungsvorrichtung (2) zur Handhabung eines Gegenstandes (13A), mit einer Greifeinrichtung (13) zum Greifen des Gegenstandes (13A) und einer Bewegungseinrichtung (14) zur Änderung der Pose des Gegenstandes (13A) bzw. Lage der Greifeinrichtung (13), wobei die Handhabungsvorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, einen Träger (15) mit dem Gegenstand (13A) zu beladen und/oder entladen, insbesondere nach einem der Ansprüche 20 bis 26, wobei die Handhabungsvorrichtung (2) eine Antriebseinrichtung (17) aufweist, die die Greifeinrichtung (13) und/oder die Bewegungseinrichtung (14) und/oder eine Ausgleichseinrichtung (1) der Handhabungsvorrichtung (2) beim Beladen und/oder Entladen des Trägers (15) in einer von der Beladungs- bzw. Entladungsrichtung abweichenden Richtung bewegt.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (17) die Greifeinrichtung (13) und/oder die Bewegungseinrichtung (14) und/oder die Ausgleichseinrichtung (1) beim Beladen und/oder Entladen des Trägers (15) derart antreibt, dass sich diese vorzugsweise mit einer sich wiederholenden Bewegung, besonders bevorzugt rüttelnd und/oder wackelnd, bewegt bzw. bewegen.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (17) als Schrittmotor ausgebildet ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 ausgebildet ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig, insbesondere durch Verschrauben, mit der Handhabungsvorrichtung (2) verbunden oder verbindbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) mit der Handhabungsvorrichtung (2) – zumindest teilweise – einstückig ausgebildet ist oder eine Baueinheit bildet.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (1) zwischen der Bewegungseinrichtung (14) und der Greifeinrichtung (13) angeordnet oder anordenbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (13) als vorzugsweise mechanischer Greifer (18) ausbildet ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifbacken (19) des Greifers (18) zumindest im Wesentlichen V-förmig ausgebildet sind.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (13) durch eine vorzugsweise pneumatische Antriebseinrichtung, insbesondere durch einen Pneumatikzylinder, angetrieben oder antreibbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (2) mehrere Bewegungseinrichtungen (14) und/oder Greifeinrichtungen (13) und/oder Ausgleichseinrichtungen (1) zur Handhabung mehrerer Gegenstände (13A) aufweist.
Handhabungsvorrichtung nach Ansprüchen 36 und 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtungen (13) einzeln durch die vorzugsweise pneumatische Antriebseinrichtung angetrieben oder antreibbar sind.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (2) mehrere Greifeinrichtungen (13) und Ausgleichseinrichtungen (1) zur Handhabung mehrerer Gegenstände (13A) aufweist, wobei jeweils eine Ausgleichseinrichtung (1) zwischen einer Greifeinrichtung (13) und der Bewegungseinrichtung (14) bzw. einem Adapter (14A) der Bewegungseinrichtung (14) angeordnet ist.
Handhabungsvorrichtung (2) zur Handhabung eines Gegenstandes (13A), mit einer Greifeinrichtung (13) zum Greifen des Gegenstandes (13A) und einer Bewegungseinrichtung (14) zur Änderung der Pose des Gegenstandes (13A) bzw. Lage der Greifeinrichtung (13), insbesondere nach einem der Ansprüche 20 bis 39, wobei die Pose des Gegenstandes (13A) bzw. Lage der Greifeinrichtung (13) – zumindest teilweise – durch ein Riemengetriebe (20) einstellbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemengetriebe (20) eine Antriebseinrichtung (17) über einen Riemen (21), insbesondere einen Zahnriemen, mit der Greifeinrichtung (13) und/oder der Bewegungseinrichtung (14) und/oder einer Ausgleichseinrichtung (1) der Handhabungsvorrichtung (2) verbindet.
Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere die rotatorische Ausrichtung des Gegenstandes (13A) bzw. der Greifeinrichtung (13) durch das Riemengetriebe (20) einstellbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemengetriebe (20) als Spannrollengetriebe ausgebildet ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Pose mehrerer Gegenstände (13A) bzw. Lage mehrerer Greifeinrichtungen (13) durch das Riemengetriebe (20) gleichzeitig einstellbar ist.
Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bewegungseinrichtungen (14) und/oder Greifeinrichtungen (13) und/oder Ausgleichseinrichtungen (1) durch das Riemengetriebe (20) angetrieben oder antreibbar sind.