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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zum Ergreifen und Transportieren
eines Gegenstandes.
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Es stellt sich häufig das Problem, bestimmte Gegenstände von entlegenen,
ungünstigen Positionen zu entfernen. Dies Problem ergibt sich beispielsweise bei
Formmaschinen, bei denen Eingußtrichter aus dem Raum zwischen den Formplatten entfernt
werden müssen. Werden diese Eingußtrichter nicht entfernt, dann kann dadurch erheblicher
Schaden entstehen.
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Diese Teile können von Hand entfernt werden. Ein derartiges Arbeiten
von Hand ist allerdings mit Gefahr verbunden, da der Arm einer Bedienungsperson
von den Formplatten erfaßt werden kann.
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Es sind bereits mechanische Vorrichtungen zur automatischen Entnahme
von Gegenständen aus dem Raum zwischen den Formplatten vorgeschlagen und konstruiert
worden. Viele dieser Vorrichtungen sind sehr kompliziert aufgebaut, haben einen
großen Raumbedarf, sind bei ihrem Arbeiten sehr zeitaufwendig und erfordern Kombinationen
verschiedener Kraft2ntriebe, beispielsweise elektrohydraulische Antriebe. Andere
Arten dieser Vorrichtungen ergeben nur eine Bewegung in einer linearen Richtung
und haben verschiedene Zusatzprobleme in ihrem Aufbau, wozu ihre mangelnde Anpassungsfähigkeit
an eine Vielzahl von verschiedenartig bemessenen Formmaschinen, ihre Verschleißneigung,
welche die Wiederholbarkeit der Arbeitsvorgänge solcher Maschinen nachteilig beeinflußt,
und im allgemeinen schwierige Bewegungen und Arbeitsvorgänge gehören.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile
der bisherigen einschlägigen Vorrichtungen zu vermeiden und eine zuverlässig arbeitende,
einfach aufgebaute
Greifvorrichtung zu schaffen, deren Greifklauen
in X, Y, Z-Richtung bewegbar sind und die völlig automatisch arbeitet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einer Greifvorrichtung gelöst,
die gekennzeichnet ist durch eine Halterung, einen von dieser Halterung getragenen,
entlang einer ersten Bewegungsbahn bewegbaren Träger, einen ersten strömungsmittelbetätigten
Zylinder, der zwischen der Halterung und dem Träger zur Bewegung des Trägers entlang
der ersten Bewegungsbahn vorgesehen ist, einen auf den Träger entlang einer zweiten
Bewegungsbahn, die normal zu der ersten Bewegungsbahn verläuft, gleitend angeordneten
Schlitten, einen zweiten strömungsmittelbetätigten Zylinder, der zwischen den Trager
und den Schlitten zur Bewegung des Schlittens entlang der zweiten Bewegungsbahn
geschaltet ist, einen auf dem Schlitten angeordneten Greifer, der entlang einer
dritten Bewegungsbahn, die normal zur ersten und zur zweiten Bewegungsbahn verläuft,
bewegbar ist, einen dritten strömungsmittelbetätigten Zylinder, der zwischen den
Schlitten und den Greifer geschaltet ist zur Bewegung des Greifers entlang der dritten
Bewegungsbahn, wobei der Greifer ein Paar Greifklauen zum Erfassen eines Gegenstandes
aufweist, die mit Betätigungselementen zum Öffnen und Schließen zusammenarbeiten,
einen vierten strömungsmittelbetätigten Zylinder zur Bewegung der Greifklauen entlang
einer vierten Bewegungsbahn, eine mit dem Schlitten gekoppelte Drehvorrichtung zur
Drehung des Greifers um die dritte Bewegungsbahn und eine logische Schaltung zur
Steuerung des ersten, zweiten, dritten und vierten Zylinders sowie der Drehvorrichtung.
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Eine solche Greifvorrichtung ist insbesondere dazu geeignet, Gegenstände
aus dem Raum zwischen den Formplatten einer Formmaschine herauszuholen, wodurch
die Schwierigkeiten, die in Verbindung mit den bisher dazu benutzten Gerätschaften
aufgetreten sind, auf ein Mindestmaß gesenkt oder ganz ausgeschaltet werden. Das
automatische Arbeiten der Greifvorrichtung schließt die Gefahren aus, die dann auftreten,
wenn Gegenstände aus dem Raum zwischen den Formplatten von Hand entnommen werden.
Darüberhinaus hat die so ausgebildete Greifvorrichtung eine bestimmte Wiederholbarkeit
ihrer Arbeitsvorgänge und kann ihre Greifklauen in X, Y, Z-Richtung bewegen. Sie
ist besonders zuverlässig, da sie Antriebssysteme benutzt, die in ihrem Aufbau einfach
und leicht zu steuern sind.
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Diese Vorrichtung kann mit Formmaschinen verschiedener Abmessungen
kombiniert werden.
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Bei Anwendung der Greifvorrichtung ist ein Endschalter an der Formmaschine
nahe der völlig geöffneten Stellung der beweglichen Formplatte angeordnet, der in
Abhängigkeit von dem Erreichen der völlig geöffneten Stellung der Platte anspricht.
Dieser Schalter betätigt ein Magnetventil, das Strömungsmittel in die Schaltung
einläßt. Dadurch wird eine Schrittfolge eingeleitet, welche völlig automatisch das
Wirken der Strömungsmittelzylinder steuert und dabei den Greifer in die Stellung
bringt, in der er den Artikel erfassen und halten, entnehmen sowie an einer bestimmten
Stelle ablegen kann, um danach in die Anfangsstellung zurückzugehen.
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Weitere Merkmale der Erfindung, die Gegenstand der Unteransprüche
sind, ergeben sich aus dem nachfolgenden Teil der Beschreibung.
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Im folgenden Teil der Beschreibung wird eine Ausführungsform der Erfindung
anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1: eine perspektivische Ansicht
einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung, Fig. 2: eine Seitenansicht
der Greifvorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3: eine schematische Darstellung der logischen
Schaltung zur Steuerung der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung.
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In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der insgesamt mit 10 bezeichneten
Greifvorrichtung dargestellt, die einen Träger 12 aufweist, der linear in zwei entgegengesetzten
Richtungen gleitend beweglich an einer Halterung 14 der Greifvorrichtung befestigt
ist, wobei der Träger 12 im wesentlichen entlang einer Bahn beweglich ist, die parallel
zu der Y-Achse verläuft, welche durch die Pfeile in Fig 1 angegeben ist. Der Träger
12 wiederum trägt einen Schlitten 16, der linear in zwei entgegengesetzten Richtungen
auf einer Bahn parallel zur X-Achse gleitend beweglich ist, die durch die Pfeile
in Fig. 1 ebenfalls angezeigt ist. An dem Schlitten 16 ist ein Greifer 18 in Z-Richtung
sowie gemeinsam mit dem Schliten 16 und dem Träger 12 beweglich angebracht. Die
Halterung 14 umfaßt einen Lagerblock 20, der bei Verwendung der Greifvorrichtung
10 in Verbindung mit einer Fornmaschine vorzugsweise am oberen Bereich der beweglichen
Formplatte 16 der Formmaschine befestigt ist.
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Der Lagerblock 20 trägt ein Paar von mit Abstand übereinander angeordneten
?ührungsstangen 24, die sich bei Befestigung der Greifvorrichtung 10 an der Formmaschine
normal zur Bewegungsrichtung der beweglichen Formplatte 26
erstrecken.
Es ergibt sich aus Fig. 1, d.ß sich die bewegliche Formplatte 26 der Formmaschine
in zwei entgegengesetzten Richtungen längs einer Bahn parallel zur Z-Achse bewegt.
Infolgedessen ist die Greifvorrichtung 10 vorzugsweise am oberen Bereich der Formmaschine
montiert, wobei der Greifer 18 parallel zu den X, Y und Z-Achsen beweglich ist,
sodaß er zwischen die Formplatten 22 und 26 eingefahren werden kann, wenn diese
geöffnet sind, während er aus dem Raum zwischen den Formplatten in noch zu beschreibender
Weise herausgezogen wird, wenn diese geschlossen werden. Der Lagerblock 20 trägt
weiterhin einen strömungsmittelbetätigten, vorzugsweise pneumatisch betätigten Zylinder
28, dessen Kolbenstange 30 an einer Endplatte 32 des Trägers 12 befestigt ist. Der
Träger 12 wird von der Endplatte 32 getragen, die mit Bohrungen versehen ist, um
die Führungsstangen 24 aufzunehmen, wodurch der Träger 12 in Y-Richtung gleitend
beweglich von den Führungsstangen 24 geführt und getragen wird. Daraus ergibt sich,
daß das Ausfahren und Einfahren der Kolbenstange 30 des Zylinders 28 den Träger
12 entlang den Führungsstangen 24 in zwei entgegengesetzten Richtungen parallel
zur Y-Achse bewegt.
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Der Träger 12 hat ein längliches, offenes Rahmengehäuse mit Platten
32, 34 an seinen beiden entgegengesetzten Enden, wobei sich Stringer 36 in X-Richtung
zwischen diesen Endplatten 32, 34 erstrecken. Zwischen den Endplatten 32, 34 verläuft
weiterhin ein Paar von auf Abstand angeordneten FUhrungsstangen 38. Der Schlitten
16 umfaßt ein oberes im wesentlichen umgekehrt T-förmiges Lagerstück 40, das im
Bereich seiner unteren Flansche in geeigneter Weise mit Bohrungen versehen ist,
um die FUhrungsstangen 38 aufzunehmen, wodurch der Schlitten 16 in X-Richtung in
Bezug auf den Träger 12 linear gleitend beweglich montiert ist. An der Endplatte
34 sitzt ein strömungsmittelbetätigter, vorzugsweise pneumatisch betätigter Zylinder
35, dessen Kolbenstange 37 an dem Lagerstück 40 befestigt ist. Folglich verschiebt
das
Aus- und Einfahren der Kolbenstange 37 des Zylinders 35 das
Lagerstück 40 und den davon getragenen Greifer 18 linear längs den Führungsstangen
38 in X-Richtung, wie das noch beschrieben werden wird.
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Von dem Lagerstück 40 geht eine nach unten weisende Stange 41 aus,
an der ein Tragglied 43 befestigt ist. Von diesem Tragglied 43 wiederum gehen senkrecht
nach unten verlaufende, mit Abstand nebeneinander liegende Führungsstangen 45 aus,
die sich unterhalb des Trägers 12 zwischen dem unteren Paar der Stringer 36 erstrecken.
Ein Zylinder 47 sowie die FUhrungsstangen 45 verbinden ein Bauteil 49 mit dem Tragglied
43. Ein Lagerblock 44 für den Greifer 18 sitzt an von dem Bauteil 49 ausgehenden
Führungsstangen 42 und kann durch das Arbeiten des Zylinders 47 in Z-Richtung angehoben
und gesenkt werden. Der Schlitten 16 umfaßt eine Drehvorrichtung 51, die auf dem
Lagerstück 40 sitzt, um die Bauteile 41, 43, 45, 47, 49 und 42 als eine Einheit
und damit auch den Greifer 18 um die Z-Achse zu drehen. Der maximale Drehbereich
des Greifers 18 beträgt 900. Der Lagerblock 44 trägt einen strömungsmittelbetätigten,
vorzugsweise pneumatisch betätigten Zylinder 48 mit einer Kolbenstange 50, die mit
dem Greifer 18 fest verbunden ist. Aus der beschriebenen Anordnung ergibt sich somit,
daß durch ein Ausfahren oder Einfahren der Kolbenstange 50 des Zylinders 48 der
Greifer 18 in X-Richtung zwischen die offenen Formplatten eingefahren oder an eine
Seite dieser Platten zurückgezogen wird.
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Der Greifer 18 umfaßt ein Gehäuse 52 mit einer Seitenplatte 54, mit
der die Kolbenstange 50 gekoppelt ist. Das Gehäuse 52 weist ferner ein Paar von
oberen und unteren Stangen 56 auf, die eine Aussparung bilden, in der ein strömungsmittelbetätigter,
vorzugsweise pneumatisch betätigter Zylinder 58 und Greifklauen 60 des Greifers
18 angeordnet sind. Die Kolbenstange des Zylinders 58 trägt ein Keilstück 62. Die
Greifklauen
60 sind zwischen ihren beiden Enden um achsen 64 schwenkbar angeordnet und haben
auf der Innenseite ihrer Achsen 64 Nockenflächen 66, die mit den gegenüberliegenden
Seitenflächen des Keilstücks 62 zusammenarbeiten. Eine nicht dargestellte Feder
drückt die Greifklauen 60 in die normalerweise offene Stellung, die in Fig. 1 abgebildet
ist.
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Wenn das Keilstück 62 an den Nockenflächen 66 angreift, donn werden
die Greifklauen 60 um ihre Achsen ,4 geschwenkt, W?S zu einem Schließen der Greifklauen
60 führt. Die Innenflächen der Greifkleuen 60 sind im Bereich ihrer ueren enden
sägeförmig profiliert, um eine Greifflfflche z ergeben. Es ist ersichtlich, daß
das Äusfrhren und Einfahren der Xolbenstange des Zylinders 58 bewirkt, d3 die GreiCklauen
69 aus ihrer normalerweise offenen Stellung in die geschlossene Stellung und von
der Federspannung dann us der geschlossent Stellung in ihre normalerweise offene
Stellung geführt werden.
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Ein Strömungsmittel-Steuersystem ist vorgesehen, um die verschiedenen
von den Zylindern bewirkten Bewegungen zu koordinieren in der Art, daß der Greifer
18 an eine Stelle zwischen den Formplatten bewegt werden kann, wenn diese Formplatten
geöffnet sind, das zu bewegende Element ergreift, es aus dem Raum zwischen den Formplatten
herausnehmen und an einer bestimmten Stelle ablegen kann.
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Fig. 3 zeigt die logische Schaltung für die Steuerung der Zylinder,
welche den Greifer 18 betätigen. Ein Strömungsmittelvorrat 70 stellt das Strömungsmittel
zur Betätigung der einzelnen Logikelemente sowie der Zylinder 35, 5S, 47, 28, 48
und der Drehvorrichtung 51 bereit. Das Arbeiten der Steuerschaltung wird eingeleitet
durch die Betätigung eines Schalters 72, was dann geschieht, wenn die bewegliche
Formplatte 26 sich in der geöffneten Stellung befindet. Durch die Betätigung des
Schalters 72 wird ein Magnetventil 74 erregt und in Richtung des Pfeils A verschoben.
Dies
schließt den Strömungsmittelkreis, wodurch eine logische 1
auf den gesetzten Eingang eines Flipflop 76 gegeben wird.
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Das Flipflop 76 sowie die anderen Flipflops, die im Zusammenhang mit
der Steuerschaltung der Erfindung benutzt werden, können vom Typ ARO Nr. 59180 sein.
Eine logische 1 an dem gesetzten Eingang des Flipflop 76 ergibt eine logische 1
an dem gesetzten Ausgang. Dies bewirkt, daß Strömungsmittel aus dem Strömungsmittelvorrat
70 in das Flipflop 76 und durch den gesetzten Ausgang in die linke Seite des Zylinders
35 eintritt, wodurch die Kolbenstange 37 dieses Zylinders in Richtung des Pfeils
1 verschoben und der Schlitten 16 in Fig. 1 nach links bewegt wird. Die Bewegung
der Kolbenstange 37 des Zylinders 35 betätigt einen Schalter 78, der wiederum die
Einschaltung eines Druckschalters 80 bewirkt.
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Das Einschalten des Druckschalters 80 macht die Formmaschine unwirksam
und verhindert damit deren Wirken während der Entnahme eines Teils aus dem Raum
zwischen den Formplatten. Der Ausgang des Flipflops 76 mit der logischen 1 wird
auch auf den Eingang eines ODER-Gliedes 81 gegeben. Dieses ODER-Glied 81 kann beispielsweise
vom Typ ARO Nr. 59010 sein. Das ergibt an seinem Ausgang eine logische 1 und bewirkt,
daß sich die Kolbenstange 50 des Zylinders 48 in Richtung des Pfeils 1 bewegt, wodurch
der Greifer 18 in Fig. 1 nach links bewegt wird. Der auf eine logische 1 gesetzte
Ausgang des Flipflop 76 wird ferner auf eine Verzögerungsschaltung 83 gegeben.
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Diese Verzögerungsschaltung 83 kann beispielsweise vom Typ ARO Nr.
59121 sein. Nach dem Ablauf einer vorherbestimmten Zeitspanne ergibt die Verzögerungsschaltung
83 den Ausgang einer logischen 1, der auf den Rückstelleingang eines Flipflop 82
gegeben wird. Dies ergibt den Ausgang einer logischen 1 an dessen Rückstellausgang,
wodurch dem Strömungsmittel ermöglicht wird, aus dem Strömungsmittelvorrat 70 auf
die linke Seite des Zylinders 58 zu fließen. Dadurch wird die Kolbenstange in Richtung
des Pfeils 2 verschoben, und es werden die Greifklauen 60 geöffnet. Das Schalten
des Flipflop 82 bewirkt den Ausgang einer logischen 0 am
gesetzten
Ausgang des Flipflops 2, der auf den Kontrolleingang eines Inhibitors @4 gegeben
wird. Der Inhibitor 84 kann ebenso wie die weiterhin in dieser Schaltung noch verwendeten
Inhibitoren beispielsweise von Typ ERO Nr. 59000 sein.
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Der Eingang einer logischen 0 am Kontrolleingang des Inhibitors 4
bewirkt den Ausgang einer logischen 1 an der Ausgangsklemme, der @uß den gesetzten
Eingang eines Flipflop gegeben wird. Das bewirkt eine logische 1 gesetzten Ausgang
des Flipflop 84, was es den Strömungsmittel ermöglicht, von dem Strömungsmittelvorret
0 in die linke Seite des Zylinders 47 einzutreten, wodurch dessen Kolben in Richtung
des Pfeils 3 geschoben und der Greifer 12 in Fig. 1 abwärts bewegt wird. Das Sch
lten des Flipflop 96 zur erstellung einer logischen 1 en den gesetzten usgang bewirkt
eine logi sche 0 cm Rückstellausgang. Dies wird auf den Steuereingang eines Inhibitors
2 gegeben, der eine logische 1 -n seine Ausgang erzeugt. Diese logische 1 wird auf
den Rückstelleingang des Flipflop 76 gegeben, bewirkt dessen Schalten und damit
eine logische 1 an seinem Rückstellausgang. Das wiederum hat des Verschieben des
Kolbens des Zylinders 35 in Richtung des Pfeils 4 zur Folge, wodurch der Schlitten
13 in Fig. 1 nach rechts bewegt wird. Wenn drs Flipflop 75 schaltet, dann ergibt
sich eine logische 0 an dessen gesetzten Ausgang. Diese wird cuf den Kontrolleingang
eines NICHT-Gatters 102 gegeben, welches an seinem Ausgang eine logische 1 erzeugt.
Dieses NICHT-Gatter 102 kann von Typ ARO Nr. 59112 sein. Die logische 1 am Ausgang
dieses NICHT-Gatters verschiebt den Kolben des Zylinders 48 in Richtung des Pfeils
4', wodurch der Greifer 13 in Fig. 1 noch rechts bewegt wird. Die weiterhin am Ausgang
des Inhibitors 84 vorliegende logische 1 wird -uf den Druckschalter 80 gegeben,
um den Formmechanismus abzuschalten. Ferner wird sie auch auf den gesetzten Eingang
eines Flipflop 90 gegeben, das an seinem gesetzten Ausgang eine logische 1 ergibt,
wodurch nun eine Drehung der Drehvorrichtung 51 in Richtung des Pfeils 5 folgt,
was einer Drehung um die Achse
des Zylinders 47 entspricht. Das
Schalten des Flipflops 90 zur Erzeugung einer logischen 1 an dem gesetzten Ausgang
bewirkt ferner eine logische 0 an seinem Rückstellausgang.
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Diese wird auf den Kontrolleingang eines Inhibitors 92 gegeben, der
an seinem Ausgang eine logische 1 entstehen läf3t. Diese logische 1 wiederum wird
auf den gesetzten Eingang eines Flipflops 94 gegeben, das eine logische 1 an dem
gesetz-ten ausgang erzeugt, wodurch der Kolben des Zylinders 28 in Richtung des
Pfeils 6 und damit der Trager 12 in Fig.
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1 nach rechts bewegt wird. Das Schalten des Flipflops 94 bewirkt eine
logische 0 an seinem Rückstellausgang, die nut den Eingang eines Inhibitors 96 gegeben
wird. Dies erzeugt eine logische 1 an dessen Ausgang, die auf den gesetzten Eingang
eines Flipflop 9.3 gegeben wird. Dies wiederum bewirkt eine logische 1 an seinem
gesetzten Ausgang.
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welche m einen der Eingänge .s ODER-Gliedes 81 gegeben wird. Eine
logische 1 mm Eingang des ODER-Gliedes 81 erzeugt eine logische 1 an seinem Ausgang,
die uf die linke Seite des Zylinders 43 gegeben wird und dessen Kolben in Richtung
des Pfeils 7 bewegt, wodurch der Greifer 18 in vig. 1 nch links bewegt wird. Das
Schalten des Flipflops 93 bewirkt eine logische 0 an seinem Rückstellausgang, die
auf den Speiseeingang des NICHT-Gatters 102 gegeben wird.
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Dies erzeugt eine logische 0 an dessen Ausgang, die auf den Kontrolleingang
eines Inhibitors 104 gegeben wird, was wiederum eine logische 1 an dessen Ausgang
erzeugt. Dadurch entsteht eine logische 1 am gesetzten Eingang des Flipflops 2,
die an seinem Ausgang eine logische 1 erzeugt. Dies bewirkt eine Verschiebung des
Kolbens des Zylinders 58 in Richtung des Pfeils 3, wodurch die Greifklauen 60 geöffnet
werden. Die logische 1 am Ausgang des Flipflops 82 wird auch auf den Eingang des
Inhibitors 84 gegeben und erzeugt an dessen Ausgang eine logische 0. Diese wird
auf den Eingang eines Inhibitors 106 gelegt und erzeugt dort eine logische 1 an
dessen Ausgang, die wieder auf den Rückstelleingang des Flipflops 98 gegeben wird.
Dies schaltet das
Flipflop 93 und bewlrl;t eine logische 1 on dessen
Rückstellausgang. Dies führt Strömungsmittel dem NICHT-Gatter 102 zu, wodurch der
Kolben des Zylinders 48 in Richtung des Pfeils 9 und damit der Greifer 1 in Fig.
1 durch rechts bewegt wird. Das Schalten des Flipflops 90 hat eine logische 0 an
seinem gesetzten Ausgang zur folge, die uf den Eingang eines Inhibitors 10 gegeben
wird. Dies erzeugt eine logische 1 an den Eingängen der Flipflops 84, 90 und 86
und bewirkt damit eine logische 1 @ Rückstell us@@n von jedem dieser Flipflops.
Dies bewirkt eine Verschiebung der Kolben der Zylinder 47 und 2 und die Drenung
der Drehvorrichtung 51 in Richtung der Pfeile 10. Dies wiederum führt zu einer Aufwärtsbewegung
des Greifers 1%, einer Bewegung des Trägers 12 nach links und einer Drehung des
Greifers 18 um die Achse des Zylinders 4'?.
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Aus der beschriebenen Wirkungsweise wird deutlich, daß dann, wenn
die logische Schaltung durch den Schalter 72 einmal eingeschaltet worden ist, der
die Verschiebung des 112gnetventils 74 bewirkt, die Bewegungsfolge der verschiedenen
Komponenten der Greifvorrichtung von dieser Schaltung gesteuert wird. Somit ist
die Bewegung völlig automatisch.
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Die Erfindung kann auch in anderen As der beschriebenen Ausführungsform
verwirklicht werden, ohne von deren Grundgedanken abzuweichen. Die vorliegende Ausführungsform
ist lediglich zur Veranschaulichung beschrieben und stellt somit keine Beschränkung
der Erfindung dr.