DE2749603B2

DE2749603B2 - Handhabungsgerät mit einer Anordnung zum Abschalten seines Antriebes

Info

Publication number: DE2749603B2
Application number: DE19772749603
Authority: DE
Inventors: Walter 8904 Friedberg Sieber
Original assignee: Industrie Werke Karlsruhe Ausburg AG
Current assignee: KUKA AG
Priority date: 1977-11-05
Filing date: 1977-11-05
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2749603C3; DE2749603A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Handhabungsgerät für ein Greiferglied mit einer Anordnung zum Abschalten seines Antriebes bei unbeabsichtigter Kollision des Greifergliedes mit einem Gegenstand, wobei das Greiferglied über eine bei Kollision federnd nachgiebige Lagerung mit einem elektromotorisch bewegbaren Auslegerarm verbunden und in der Lagerung eine den Ausweichweg in einen Schaltimpuls umsetzende Schaltanordnung vorgesehen ist.

Derartige Handhabungsgeräte sind bekannt und lassen sich beispielsweise für Zwecke der Montage, für Schweiß-, Bohr-, Be- und EfKläde-, Transport-, Emaillier- und Lackierarbeiten usw. einsetzen.

Bei den bekannten Systemen können jedoch gegebe nenfalls dann Beschädigungen am Gerät selbst, oder an den mit dem Gerät zu manipulierenden Werkzeugen und Werkstücken auftreten, wenn das Greiferglied starr mit dem Auslegerarm verbunden ist und infolge von Programmierungsfehlern bei sogenannten programmierten Industrierobotern, infolge fehlerhafter manueller Steuerung oder auf Grund sporadisch auftretender Fehlimpulse, falsche Bewegungen ausführt. Das Greiferglied kollidiert in den Fällen entweder unmittelbar oder mittelbar über ein Werkstück mit einem anderen ortsfesten Gegenstand und wird beschädigt

Um diese Gefahren nicht zur Auswirkung gelangen zu lassen, wird bei einigen vorbekannten Handhabungsgeräten eine Anordnung zum Abschalten ihres /*ntrie- bes verwendet Im Falle der US-PS 38 24 674 sind in der Verbindung zwischen dem Greiferglied und dem Antriebsar· · zwei im Abstand zueinander angeordnete Platten über an ihren Eckbereichen befindliche Federn sowie über eine mit Dehnungs-Meßstreifen versehene zentrale Blattfedergruppe miteinander verbunden. Damit wird ein besonders großer konstruktiver und störanfälliger Aufwand getrieben, der komplizierte elektronische Baueinheiten für die Signalverwertung der sehr empfindlichen Dehnungsmeßstreifen erforder lieh macht aber nicht ohne weiteres geeignet ist auch in Torsionsstößen sich auswirkende Kollisionen zu signalisieren.

Bei einer ähnlichen Gestaltung nach der DE-AS 21 61 336 sind an den Ecken der Platten diese tragende, und an beiden Oberflächen mit Dehnungsmeßstreifen versehene Biegefedern vorgesehen, denen die gleichen, vorstehend geschilderten Nachteile zugrundeliegen.

Die DE-AS 12 90489 offenbart eine schwimmende Lagerung eines Führungstisches für einen Hublader mit

m einer Anordnung zum Abschalten des Antriebes beim Anstoßen des Hubladers. Zwei relativ zueinander bewegbare Tischteile werden durch Federn in einer Mittelstellung gehalten. Die beim Anstoßen erfolgende Relativbewegung dieser Teile wird auf einen Endschal ter übertragen, der den Antrieb abstellt. Um auch Drehbewegungen bei den an sich linear geführten Tischteilen zum Abschalten ausnutzen zu können, muß eine Drehscheibe zwischen den Tischteilen angeordnet und mit diesen verbunden werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine mit nur geringem Aufwand herstellbare zentrale Anordnung zum Abschalten des Handhabungsgerätes zu entwickeln, die mit nur einem Schalter in der Lage ist, aus allen Richtungen einwirkende Kollisions impulse zu verarbeiten. Ausgehend von der US-PS 38 24 674 besteht das Wesen der Erfindung darin, daß die Lagerung aus einem mit dem Lagerarm verbundenen Gehäuse und aus einem mit dem Greiferglied verbundenen, im Gelläuse verschiebbar und kippbar geführten sowie von einer koaxial wirkenden Druckfeder gestützten Schaltbolzen besteht, auf dessen Hub die Schaltanordnung reagiert, wobei der Schaltbolzen und das ihn führende Gehäuseteil drehschlüssig wirkende Sperrglieder aufweist, von denen die einen mit Abschrägungen versehen sind, die beim Aufeinandertreffen dem Schaltbolzen eine axiale Ausweichbewegung erteilen.

Ausgestaltungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

bo Mit dem Gegenstand der Erfindung wird zufolge des koaxialen, nur wenige Teile umfassenden Aufbaues der Anordnung eine optimale Sicherung des Handhabungsgerätes gegen aus beliebigen Richtungen einwirkende Kollisionen erreicht. Die besondere Gestaltung und

f>5 Führung des pilzartigen Schaltbolzens bietet die Möglichkeit, diesen sowohl in eine axiale als auch in eine geführte Kippbewegung und schließlich auch als Folge einer Drehbeanspruchung in eine axiale Ausweichbewe-

gung zu versetzen, die sich sämtlich in einer Bewegung des Pilzstieles äußern, so daß dort über einen einfachen Kipphebel der Schalter betätigt werden kann.

Diese Anordnung gewährt aber auch eine genau und ungestörte Bewegung des Greifergliedes, wenn kein Kollisionsfall vorliegt

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt Sie zeigt einen Längsschnitt durch die Lagerung zwischen einem Greiferglied und einem Antriebsarm.

Dargestellt ist ein schematisch angedeutetes Greiferglied 1, das im gezeichneten Beispiel zwecks Anwendung bei einer automatischen Schweißmaschine einen ebenfalls nur angedeuteten Schweißbrenner 2 umschließt und letztlich bewegt

Das Greiferglied 1 ist mit dem Ende eines als Platine angedeuteten Auslegerarms (Greiferarm) 3 verbunden, der seinerseits von einem nicht dargestellten Gelenksystem bewegt wird. Der Antriebs- und Bewegungsmechanismus des Gelenksystems wird über elektromotor!- sehe Arbeitsmitte! betätigt

Da es sich bei dem erwähnten Anwendung!:'all einer Schweißbrennerhalterung um einen relativ einfachen Bewegungsmechanismus des Greifergliedes handelt ist die Verbindung zwischen Greiferglied 1 und Auslegerarm 3 insofern sehr einfach realisierbar und realisiert Abgesehen von der noch zu beschreibenden erfindungsgemäßen Verbindungsmimik mit den Schaltmitteln ist der Greiferarm 1 über eine einfache Haltekugel 4 in einem Klemmkonus 5 eingespannt. Über diese Einspannung wird die Bewegung des Auslegerarms 3 auf das Greiferglied 1 übertragen.

Diese spezielle Ausführungsform der Verbindung zwischen Auslegerarm und Greiferglied schränkt jedoch den Erfindungsgedanken nicht ein. Es liegt Ji durchaus im Rahmen der vorliegenden Erfindung, anstelle der Klemmhalterung auch einen in den drei Raumkoordinaten beweglichen Greiferglied-Anschluß vorzusehen.

Gemäß dei.i dargestellten Ausführungsbeispiel der 4i> Erfindung besteht die Verbindung zwischen der Hallekugel 4 bzw. deren zylindrischen Ansatz und dem Greiferglied 1 im wesentlichen aus zwei Hauptelementen, erstens einem mit dem Greiferglied 1 verbundenen Schaltbolzen 6, der über eine Flansch-Verbindung 7 mit ·»·-> dem Greifeiglied 1 verbunden ist, und zweitens einem Federmechanismus, der aus einer in einem Gehäuse fixierten Druckfeder 9 und einem über die Druckfeder an einen Deckel 10 des Gehäuses 8 gedrückten kreisförmigen Umlauf 11 a-.n Schaltbolzen 6 besteht Die ^r>o erfindungsgemäß vorgesehenen vom Schaltbolzen zu betätigender. Schaltmittel selbst befinden sich dabei zwischen der Flanschbefestigung 7 und dem Klemmkonus 5.

Im dargestellten Beispiel ist die Verbindung zwischen v> Greiferglied 1 und Auslegerarm 3 koaxial aufgebaut.

Dabei kann das Greiferglied in der Ruhe- bzw. Nullstellung als biegesteif, schwingungsfest und verdrehfest angesehen werden. Letzteres wird durch mit dem Gehäuse 8 ortsfest verbundene an Abschrägungen 12 im kreisringförmigen Umlauf 11 des Schaltbolzens 6 einrastende Rastbolzen 13 realisiert Abschrägungen 12 und Rastbolzen 13 befinden sich an der Anlagefläche zwischen dem kreisförmigen Umlauf 11 und dem Deckel 10 des Gehäuses 8.

Innerhalb des durch die Druckfeder 9 gegebenen Freiraums liegt zentrisch unterhalb des Schaltbolzens 6 ein Kontakt 14 eines Schalthebels 15, der seinerseits über einen Drehpunkt 16 mit dem Gehäuse 8 verbun Jen ist Außerhalb des Gehäuses 8 weist der Schalthebel 15 eine Kontaktfläche 17 auf, der einen Schaltknopf 18 eines mit dem Gehäuse 8 verbundenen Druckschalters 19 zu betätigen vermag. Dieser Druckschalter liegt über einen Kabelanschluß 20 derart im Stromkreis des Antriebs für den Gelenkmechanismus des Auslegerarms, daß bei Überwindung der, Schalthubs des Schaltknopfs 18 der Antrieb abgeschaltet 'vird.

Die erfindungsgemäß konzipierte Abschaltsicherung funktioniert wie folgt:

Bei nicht vorgesehener d.h. übermäßiger Krafteinwirkung auf das Greiferglied 1 an beliebiger Stelle und aus beliebiger Richtung wird über die Flanschbefestigung 7 der Schaltbolzen 6 gegenüber dem feststehenden Gehäuse 8 über die Druckfeder 9 gekippt, gedreht oder axial bewegt. Der kreisringförmige Umlauf 11 am Schaltbolzen 6 stützt sich dabei — je nach Bewegungszustand des Greiferglieds — entweder im Schnittpunkt Deckel-Abschrägung des Gehäuses 8 ab oder gleitet mit dem Radius auf der Abschrägung 12 des Gehäuses 8 entlang in Richtung Haltekugel 4. Der Schaltbolzen 6 bzw. seine Stirnfläche am Ende des Bolzens wird gleichzeitig axial und pendelnd bewegt und bewirkt den erforderlichen Schalthub. Dabei wird der Schalthebel 15 über den Kontakt 14 um seinen Drehpunkt 16 iierart bewegt, daß die Kontaktfläche 17 des Schalthebels 15 den Schaltknopf des Druckschalters 18 betätigt Dadurch wird der Stromkreis des Gelenksystemantriebs sofort unterbrochen und der Bewegungsablauf gestoppt.

Nach Rücksetzung des Auslegerarms wird die Abschaltsicherung über die Druckfeder 9 unof eine Rückholfeder am Schalthebel 15 automatisch wieder in Ruhestellung gebracht, wodurch das Greiferglied wieder genau positioniert wird.

Die erfindungsgemäß vorgesehene und konzipierte Abschaltsicherung in der Verbindung zwischen Greiferglied und Auslegerarm (Greiferarm) erhöht die Sicherheit eines Handhabungsgeräts ganz erheblich. Sowohl das Gerät selbst als auch damit bewegte Werkzeuge und zu behandelnde Einheiten werden vor Beschädigungen aufgrund falscher Bewegungen geschützt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Handhabungsgerät für ein Greiferglied mit einer Anordnung zum Abschalten seines Antriebes bei unbeabsichtigter Kollision des Grdfergliedes mit einem Gegenstand, wobei das Greiferglied über eine bei Kollision federnd nachgiebige Lagerung mit einem elektromotorisch bewegbaren Auslegerarm verbunden und in der Lagerung eine den Ausweichweg in einen Schaltimpuls umsetzende Schaltanordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung aus einem mit dem Lagerarm (3) verbundenen Gehäuse (8) und aus einem mit dem Greiferglied (1) verbundenen, im Gehäuse (8) verschiebbar und kippbar geführten sowie von einer koaxial wirkenden Druckfeder (11) gestützten Schaltbolzen (6) besteht, auf dessen Hub die Schaltanordnung reagiert, wobei der Schaltbolzen (6) und das ihn führende Gehäuseteil (iO) drehschlüssig wirkende Sperrglieder (12, 13) aufweist, von denen die einen mit Abschrägungen (12) versehen sind, die beim Aufeinandertreffen dem Schaltbolzen (6) eine axiale Ausweichbewegung erteilen.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbolzen (6) mit einem peripher abgerundeten Bund (Ir) an einem Deckel (10) mit angrenzenden Schrägen des Gehäuses (8) geführt und an diesem Bund (1!) die Druckfeder (9) zentriert abgestützt ist.

3. Handhabungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) radial in den Innenraum sich erstreckende Rastbolzen (13) und der Schaltbolzen (6) passende Vertiefungen mit den Abschrägungen (12) aufweist.

4. Handhabungsgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an die innenseitige Stirnfläche des Schaltbolzens (6) ein Kipphebel (15) angeschlossen ist, dessen freier Schenkel mit einem am Gehäuse (8) befestigten Schalter (19) in Wirkverbindung steht.

5. Handhabungsgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) über eine Kugelklemmanordnung (4, 5) mit dem Auslegerarm (3) verbunden ist.