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Die Erfindung betrifft eine Anbindungsplatte zur Verbindung eines Pneumatikzylinders mit einer Arbeitsmaschine, insbesondere mit einem Roboterarm. Ein Weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Pneumatikzylinder mit einer integrierten Anbindungsplatte.
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In der Industrie werden Roboter für verschiedene Zwecke in der Fertigung eingesetzt. Übliche Roboter umfassen dabei einen Roboterarm, der mit verschiedenen Werkzeugen versehen werden kann. Dazu werden die Werkzeuge an dem Roboterarm befestigt, beispielsweise mit einer Schraubverbindung.
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Aus
DD 288 559 A5 ist eine Greifvorrichtung zum Bestücken von Leiterplatten für Industrieroboter bekannt. Die Greifvorrichtung umfasst einen Pneumatikzylinder, über den die Greifvorrichtung gesteuert wird. Um Gewicht einzusparen, ist der Pneumatikzylinder der Vorrichtung als Flansch ausgeführt, der an eine Handwurzel des Roboters angeschraubt wird.
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Nachteilig wirkt sich hierbei aus, dass das Wechseln des Werkzeugs einen hohen Aufwand erfordert. Im Stand der Technik sind zum schnellen und einfachen Wechseln der Werkzeuge Schnellwechselflansche mit einem Festteil und einem damit verbindbaren Losteil bekannt, bei denen das Festteil an dem Roboterarm angeschraubt wird und das Losteil an dem Werkzeug angebracht wird. Nachteilig hieran ist, dass durch das am Werkzeug befestigte Losteil das Gewicht des Werkzeugs ansteigt und die Größe des Werkzeugs zunimmt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird eine Anbindungsplatte zur Verbindung eines Pneumatikzylinders mit einer Arbeitsmaschine vorgeschlagen, wobei die Anbindungsplatte eingerichtet ist, mit einem Gegenstück an der Arbeitsmaschine einen Formschluss auszubilden. Ferner ist vorgesehen, dass die Anbindungsplatte eine Dichtung umfasst und dass die Anbindungsplatte als Zylinderdeckel eines Pneumatikzylinders ausgestaltet ist, wobei der Zylinderdeckel eingerichtet ist einen Zylinderkörper eines Pneumatikzylinders abzuschließen.
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Die Anbindungsplatte stellt das Losteil eines Schnellwechselflanschs dar, welches mit dem Gegenstück als Festteil zusammenwirkt. Derartige Schnellwechselflansche werden zur Verbindung von Werkzeugen mit Arbeitsmaschinen verwendet und sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Bevorzugt handelt es sich bei der Arbeitsmaschine um einen Roboterarm eines Industrieroboters.
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Um Gewicht und Bauraum einzusparen ist vorgesehen, dass die Anbindungsplatte ein bereits vorhandenes Bauteil eines Werkzeugs ersetzt und nicht als zusätzliches Bauteil an dem Werkzeug angebracht wird. Viele Werkzeuge umfassen als Aktor mindestens einen Pneumatikzylinder, über den das Werkzeug mittels Beaufschlagung mit einem Druckmedium gesteuert wird. Die Anbindungsplatte ist derart ausgestaltet, dass diese ein Bauteil eines Pneumatikzylinders ersetzt. Die Anbindungsplatte wird hierzu mit einer Dichtung versehen, so dass diese eingerichtet ist, einen Zylinderdeckel eines Zylinderkörpers eines Pneumatikzylinders zu ersetzen. Die Form der Anbindungsplatte ist dabei derart gewählt, dass diese den Zylinderkörper des Pneumatikzylinders abschließt. Bevorzugt wird dazu ein Ende des Zylinderkörpers vollständig von der Anbindungsplatte überdeckt. Bevorzugt wird dabei der Zylinderdeckel durch die Anbindungsplatte ersetzt, der die Rückplatte des Pneumatikzylinders ausbildet. Die Rückplatte wird durch den Zylinderdeckel gebildet, durch den der Kolben des Pneumatikzylinders nicht hindurchgeführt ist.
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Bevorzugt umfasst die Anbindungsplatte einen Druckluftanschluss, über den eine Kammer des Pneumatikzylinders mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist. Dazu weist die Anbindungsplatte einen Kanal auf, der an einem Ende in den Druckluftanschluss mündet und sich am anderen Ende in Richtung des Inneren des Zylinderkörpers öffnet, wenn die Anbindungsplatte an dem Zylinderkörper des Pneumatikzylinders angebracht ist. Bevorzugt ist der Druckluftanschluss seitlich angeordnet. Die Fläche der Anbindungsplatte, die zur Arbeitsmaschine zeigt, wird als Oberseite der Anbindungsplatte angesehen und die Oberfläche der Anbindungsplatte, die zum Zylinderkörper zeigt, wird als Unterseite angesehen. Bei einer im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Gestaltung der Anbindungsplatte kann der Druckluftanschluss an einer beliebigen der vier nicht zur Verbindung mit der Werkzeugmaschine oder dem Zylinderkörper verwendeten Seitenflächen vorgesehen sein.
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Durch die Integration des Druckluftanschlusses in die Anbindungsplatte wird ein besonders kompakter Aufbau ermöglicht, da keine weiteren Bauelemente erforderlich sind und die Anbindungsplatte die Funktionen eines üblichen Zylinderdeckels übernimmt.
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Die Dicke der Anbindungsplatte ist bevorzugt so groß gewählt, dass bei einer schnellen Bewegung der Arbeitsmaschine bzw. des Roboterarms keine Verformung aufgrund der einwirkenden Kräfte erfolgt. Hierdurch werden auftretende Undichtigkeiten bei der Abdichtung zwischen der Anbindungsplatte und dem Zylinderkörper vermieden.
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Bevorzugt umfasst die Anbindungsplatte zwei gegenüberliegende Kanten, wobei die beiden gegenüberliegenden Kanten derart geformt sind, dass die Anbindungsplatte mit dem Gegenstück einen Formschluss in der Art einer Schwalbenschwanz-Verbindung ausbildet. Bevorzugt ist hierbei die Fläche der Oberseite der Anbindungsplatte größer als die der Unterseite, wobei die Breite der Flächen der Oberseite und der Unterseite bevorzugt identisch gewählt sind. Somit ergibt sich im Querschnitt eine Form, die einem Trapez ähnelt. Die Form des Gegenstücks ist entsprechend so gewählt, dass das Gegenstück die Anbindungsplatte formschlüssig aufnehmen kann.
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Bevorzugt ist an zumindest einer der Kanten der Anbindungsplatte eine Nut ausgebildet, in die ein Zapfen des Gegenstücks eingreifen kann. Alternativ kann an einer Kante der Anbindungsplatte ein Zapfen angeordnet sein, der in eine entsprechende Nut des Gegenstücks eingreift.
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Durch das Vorsehen einer Nut, in die ein Zapfen eingreift, wird eine Relativbewegung zwischen der Anbindungsplatte und dem Gegenstück verhindert.
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Das Gegenstück ist zur Anordnung an der Arbeitsmaschine ausgestaltet und umfasst bevorzugt zwei gegenüberliegende Halteelemente, die so geformt sind, dass diese die zwei gegenüberliegenden Kanten der Anbindungsplatte umschließen. Durch das Umschließen wird ein Formschluss ausgebildet.
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Bevorzugt ist eines der Halteelemente starr ausgeführt und das andere Halteelement ist beweglich ausgeführt. Zum Einsetzen der Anbindungsplatte in das Gegenstück wird der Abstand des beweglichen Halteelements zum starren Halteelement vergrößert. Nach dem Einsetzen der Anbindungsplatte wird dann der Abstand des beweglichen Halteelements zum starren Halteelement verringert, so dass sowohl das starre als auch das bewegliche Halteelement die beiden Kanten der Anbindungsplatte formschlüssig umschließen. Das bewegliche Halteelement kann mit einem Federelement ausgestattet sein, welches das bewegliche Halteelement in Richtung des starren Halteelements vorspannt. Alternativ oder zusätzlich kann das bewegliche Haltelement über eine Schraube bewegt und/oder fixiert werden.
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Die vorgeschlagene Anbindungsplatte kann in Verbindung mit bekannten Pneumatikzylindern verwendet werden. Pneumatikzylinder umfassen einen Zylinderkörper, zwei Zylinderdeckel und einen Kolben. Zum Anbringen der Anbindungsplatte an den Pneumatikzylinder wird zunächst einer der Zylinderdeckel entfernt. Hierbei wird bevorzugt der Zylinderdeckel, durch den der Kolben aus dem Pneumatikzylinder herausgeführt wird, am Pneumatikzylinder belassen. Üblicherweise sind die Zylinderdeckel mit wenigen Schrauben mit dem Zylinderkörper verbunden, so dass diese leicht abgenommen und entfernt werden können. Anstelle des entfernten Zylinderdeckels wird eine der vorgeschlagenen Anbindungsplatten an dem Zylinderkörper befestigt. Bevorzugt umfasst die Anbindungsplatte hierzu Schraublöcher, deren Position und Größe denen des ursprünglichen Zylinderdeckels entsprechen, so dass die Anbindungsplatte einfach mit dem Zylinderkörper verschraubt werden kann. Die Dichtung der Anbindungsplatte weist hierbei in Richtung Zylinderkörper, so dass dieser durch die Anbindungsplatte wieder abgeschlossen wird.
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Bevorzugt wird die Anbindungsplatte im Zusammenhang mit einer Dosiervorrichtung zum Aufbringen von Klebstoffen oder Dichtstoffen eingesetzt, welche zumindest einen Pneumatikzylinder umfasst. Die Anbindungsplatte ersetzt dann bevorzugt die Rückplatte des Pneumatikzylinders.
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Des Weiteren wird ein Pneumatikzylinder vorgeschlagen, der einen Zylinderkörper, einen Kolben und zwei Zylinderdeckel umfasst, wobei die Zylinderdeckel den Zylinderkörper abschließen und wobei ein Zylinderdeckel als eine der beschriebenen Anbindungsplatten ausgebildet ist. Bevorzugt ist derjenige Zylinderdeckel als Anbindungsplatte ausgestaltet, der die Rückplatte des Pneumatikzylinders ausbildet. Der Zylinderdeckel, der die Rückplatte ausbildet, weist keine Durchführung für den Kolben auf.
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Die Dicke der Anbindungsplatte und die Wandstärke des Zylinderkörpers sind bevorzugt so groß gewählt, dass bei einer schnellen Bewegung der Arbeitsmaschine bzw. des Roboterarms keine Verformung aufgrund der einwirkenden Kräfte erfolgt. Hierdurch werden auftretende Undichtigkeiten bei der Abdichtung zwischen der Anbindungsplatte und dem Zylinderkörper vermieden.
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Bevorzugt wird ein derartiger Pneumatikzylinder in einer Dosiervorrichtung zum Aufbringen von Klebstoffen oder Dichtstoffen eingesetzt.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorgeschlagene Anbindungsplatte ermöglicht eine Integration der Funktion eines Schnellwechselflanschs in einen üblichen Pneumatikzylinder, ohne das ein zusätzliches Bauteil eingesetzt werden muss. Gegenüber dem Anbringen eines Losteils eines Schnellwechselflanschs als zusätzliches Bauteil wird Gewicht eingespart. Des Weiteren kann eine besonders kompakte Bauform von Werkzeugen umfassend einen Pneumatikzylinder mit einer solchen Anbindungsplatte erreicht werden.
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Sowohl das reduzierte Gewicht als auch die kompakte Bauform tragen zu einer verbesserten Ergonomie beim Werkzeugwechsel bei.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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1 einen Pneumatikzylinder mit erfindungsgemäßer Anbindungsplatte sowie eine Arbeitsmaschine mit einem entsprechenden Gegenstück in einer Ansicht von der Seite,
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2 die Anbindungsplatte in einer Ansicht von unten, und
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3 einen Schnitt durch den Pneumatikzylinder.
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Komponenten und Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten oder Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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In 1 ist ein Pneumatikzylinder 4 dargestellt. Zusätzlich zeigt die Figur eine Arbeitsmaschine 1, beispielsweise ein Roboterarm, in einer schematischen Darstellung.
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Der Pneumatikzylinder 4 umfasst zwei Zylinderdeckel 12, die einen Zylinderkörper 14 abschließen. Im Inneren des Zylinderkörpers 14 ist ein Kolben 16 geführt, der durch den unteren Zylinderdeckel 12 herausgeführt ist. Der obere Zylinderdeckel 12, durch den der Kolben 16 nicht geführt ist, bildet die Rückplatte des Pneumatikzylinders 4. Zum Betätigen des Kolbens 16 wird ein Druckmedium verwendet. Zur Beaufschlagung mit dem Druckmedium wie z. B. Druckluft weist der Pneumatikzylinder 4 zwei Druckluftanschlüsse 18 auf, wobei jeweils ein Druckluftanschluss 18 an einem der Zylinderdeckel 12 angeordnet ist.
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Um den Pneumatikzylinder 4 mit der Arbeitsmaschine 1 zu verbinden, ist die Rückplatte, also der obere Zylinderdeckel 12, als Anbindungsplatte 10 ausgestaltet. Die Anbindungsplatte 10 weist zwei gegenüberliegende Kanten 20 auf, die derart geformt sind, dass diese mit einem Gegenstück 2, welches an der Arbeitsmaschine 1 angeordnet ist, einen Formschluss ausbilden. Die Form der Kanten 20 ergibt sich daraus, dass die Fläche der Oberseite der Anbindungsplatte 10 größer als die der Unterseite ist, wobei die Breite der Flächen der Oberseite und der Unterseite identisch sind. Somit ergibt sich im Querschnitt eine Form, die einem Trapez ähnelt. Wird der Pneumatikzylinder 4 über seine Anbindungsplatte 10 mit der Arbeitsmaschine 1 bzw. dem Gegenstück 2 verbunden, so wird ein Formschluss in der Art einer Schwalbenschwanzverbindung ausgebildet. Bei der formschlüssigen Verbindung werden die beiden gegenüberliegenden Kanten 20 der Anbindungsplatte 10 von einem starren Halteelement 30 und einem beweglichen Halteelement 32 formschlüssig aufgenommen. Um eine Relativbewegung zwischen dem Gegenstück 2 und der Anbindungsplatte 10 zu unterbinden, weist das Gegenstück 2 in der in 1 dargestellten Ausführungsform einen Zapfen 28 auf, der in eine in der 1 nicht sichtbare Nut 22 der Anbindungsplatte 10 eingreift.
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Zum Einsetzen der Anbindungsplatte 10 in das Gegenstück 2 wird ein Abstand zwischen dem beweglichen Halteelement 32 und dem starren Halteelement 30 vergrößert. Nach dem Einsetzen werden die beiden Halteelemente 30, 32 einander angenähert, so dass der Formschluss entsteht. Um die Anbindungsplatte und das Gegenstück 2 wieder voneinander zu trennen, wird der Abstand zwischen den beiden Halteelementen 30, 32 erneut vergrößert.
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2 zeigt die Anbindungsplatte 10 in einer Ansicht von unten. Aufgrund der Trapezform sind die Kanten 20 in der Ansicht von unten zu erkennen, wobei eine der Kanten 20 die Nut 22 aufweist, in die der Zapfen 28 des Gegenstücks 2 eingreifen kann. Ebenfalls in der 2 erkennbar ist eine Dichtung in Form einer Dichtfläche 25, die in der in 2 dargestellten Ausführungsform zusätzlich ein Dichtelement 24 aufweist. Bei Anordnung der Anbindungsplatte 10 an einen Zylinderkörper 4 weisen die Dichtfläche 25 und das Dichtelement 24 in Richtung des Zylinderkörpers 4. Das Dichtelement 24 ist beispielsweise aus einem Elastomer gefertigt.
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Zur Beaufschlagung mit einem Druckmedium mündet ein Kanal 27, vergleiche 3, über eine Öffnung 26 an der Unterseite der Anbindungsplatte 10. Auf diese Weise stellt der Kanal 27 eine Verbindung zum Inneren des Pneumatikzylinders 4 her.
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3 zeigt einen Schnitt durch einen von vorne dargestellten Pneumatikzylinder 4. Die Rückplatte des Pneumatikzylinders 4 ist als Anbindungsplatte 10 ausgestaltet. Die Dichtfläche 25 der Anbindungsplatte 10 weist zusammen mit dem Dichtelement 24 in Richtung des Zylinderkörpers 14 und schließt diesen nach oben ab. Nach unten ist der Zylinderkörper 14 durch den Zylinderdeckel 12 abgeschlossen, wobei der Kolben 16 durch den Zylinderdeckel 12 hindurch geführt ist.
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Sowohl die Anbindungsplatte 10 als auch der Zylinderdeckel 12 umfassen jeweils einen Kanal 27. Jeder der beiden Kanäle 27 verbindet jeweils einen seitlich am Pneumatikzylinder 4 angeordneten Druckluftanschluss 18 mit dem Inneren des Zylinderkörpers 14, so dass der Pneumatikzylinder 4 mit einem Druckmedium beaufschlagt werden kann. Das Innere des Pneumatikzylinders 4 wird durch den Kolben 16 in zwei Kammern 34 unterteilt. Durch eine entsprechende Beaufschlagung der beiden Kammern 34 mit dem Druckmedium wird die Bewegung des Kolbens 16 gesteuert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitsmaschine
- 2
- Gegenstück
- 4
- Pneumatikzylinder
- 10
- Anbindungsplatte
- 12
- Zylinderdeckel
- 14
- Zylinderkörper
- 16
- Kolben
- 18
- Druckluftanschluss
- 20
- Kante
- 22
- Nut
- 24
- Dichtelement
- 25
- Dichtfläche
- 27
- Kanal
- 28
- Zapfen
- 30
- starres Halteelement
- 32
- bewegliches Halteelement
- 34
- Kammer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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