DE29902968U1

DE29902968U1 - Greifvorrichtung für einen Roboter

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Publication number: DE29902968U1
Application number: DE29902968U
Authority: DE
Original assignee: DEMEL
Current assignee: Demel Ursula De
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2009-02-20

Description

Greifervorrichtung für einen Roboter

Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung für einen Roboter, die zum Greifen von Werkstücken mit unterschiedlichen Abmessungen geeignet ist.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Greifervorrichtung, mit der bogenförmige Werkstücke, z. B. Kartonbogen, gebündelt oder ungebündelt stapelbar und Paletten aus derartigen Werkstücken ggf. mit Unterlegboden, Zwischenlagen und Decklagen genau plazierbar und vereinzelbar sind.

Dazu weist eine bekannte Greifervorrichtung einen oder mehrere flache, sich horizontal erstreckende Zinken auf, die unter das einzelne bzw. die gebündelten bogenförmigen Werkstücke greifen. Durch ein von oben gegen die Zinken absenkbares Halteteil werden die Werkstücke im Bereich der Zinken festgeklemmt und dann durch den Roboter palletiert.

Die Länge der Zinken ist aufgrund der an sie zu stellenden Stabilitätserfordernisse beschränkt, da sie zum ungehinderten Untergreifen der Werkstücke relativ flach ausgebildet sein müssen. Dies führt insbesondere bei großen bogenförmigen Werkstücken zu Problemen, da die sich in ihren Abmessungen weit über die Zinken erstreckenden Werkstücke durch das Gewicht ihrer über die Zinken hervorstehenden Bereiche beim Hochheben der Greifervorrichtung durch den Roboter sich durchbiegen oder einknicken können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Greifervorrichtung für einen Roboter so auszubilden, daß das Handhaben von großen Werkstücken mit unterschiedlichen Abmessungen problemlos möglich ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Greifervorrichtung für einen Roboter einen Rumpf umfaßt, der so ausgelegt ist, daß er an einem Montageflansch des Roboters befestigbar ist, und mindestens zwei mit dem Rumpf verbundene Greiferarme aufweist, von denen mindestens einer am Rumpf drehbar gelagert ist.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion ist die Geometrie bezüglich der Punkte, an denen die Greifervorrichtung an den betreffenden Werkstücken angreift, weitestgehend variabel. Besonders günstig ist es, wenn die Greiferarme so ausgelegt sind, daß die Verbindungslinie zweier Angriffspunkte durch den in vertikaler Richtung auf die Angriffsfläche projizierten Schwerpunkt führt oder in der Nähe des Schwerpunktes verläuft.

Bei rechteckigen Werkstückbögen greifen zwei Greiferarme vorzugsweise im Bereich gegenüberliegender Ecken des betreffenden Bogens an. Durch Drehen mindestens eines Greiferarms können für das Werkstück günstige Angriffspunkte unterschiedlichster Geometrie bewerkstelligt werden.

Insbesondere kann mindestens ein Greiferarm in seiner Länge veränderbar sein. Der in seiner Länge veränderbare Greifarm kann am Rumpf fest angeordnet sein, so daß unterschiedliche Geometrien bezüglich der Angriffspunkte mit jeweils nur einem Bewegungsfreiheitsgrad der Greifarme erreicht werden können.

In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind drei Greiferarme vorgesehen, von denen zwei am Rumpf drehbar gelagert sind und einer am Rumpf fest angeordnet und in seiner Länge veränderbar ist. Drei derart in ihrer Geometrie zueinander veränderbare Angriffspunkte haben sich für größere bogenförmige Werkstücke als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Bei der Verwendung von drei Greiferarmen sind diese vorteilhafter Weise so ausgelegt, daß sie im Bereich dreier benachbarter Ecken eines bogenförmigen Werkstücks angreifen.

Eine zweckmäßige Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß die Greiferarme jeweils mit dem Rumpf verbundene Armteile und an den freien Enden der Armteile drehbar gelagerte Greiferteile aufweisen.

Insbesondere können sich die Armteile vom Rumpf aus im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene erstrecken und in dieser Ebene drehbar gelagert sein. Die Greiferteile sind dann im wesentlichen senkrecht zu dieser Ebene und untereinander parallel angeordnet und um ihre senkrechte Achse drehbar.

Bevorzugt weisen die Greiferteile an ihrem freien Ende ein erstes Klemmelement und ein mit diesem zusammenwirkendes und auf dieses absenkbares zweites Klemmelement auf.
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Die Klemmelemente können zwei gegenüberliegende Seiten, z. B. zwei ebene Angriffsflächen, aufweisen, zwischen denen das Werkstück gefaßt und klemmend gehalten wird.

Die beiden Klemmelemente sind zweckmaßigerweise als rechteckige Platten ausgebildet, wobei eine Seite der Platten aufgrund der Drehbarkeit der Greiferteile um ihre senkrechte Achse parallel zu der benachbarten Seite des zu untergreifenden Werkstücks gebracht werden kann.

Zum Untergreifen des Werkstücks kann das erste Klemmelement am unteren Ende einer um eine horizontal und parallel zu einem Seitenpaar der Platte angeordnete Achse schwenkbaren Haltevorrichtung angeordnet sein. In einfachster Ausgestaltung bildet die Haltevorrichtung mit der Klemmplatte einen sich bis in die Nähe des Armteils erstreckenden Klemmwinkel, der an seinem oberen Ende schwenkbar angeordnet ist.

Die Greiferteile können jeweils ein Gehäuse aufweisen, daß an der zum Rumpf weisenden Seite geöffnet ist, so daß die beiden Klemmelemente aus der offenen Seite zumindest teilweise vorstehen können. Insbesondere kann das Gehäuse im wesentlichen in Form eines langgestreckten Quaders ausgebildet sein, dessen zum Rumpf weisende langgestreckte Seite geöffnet ist.

Weiterhin kann an der Unterseite des zweiten Klemmelements eine Saugvorrichtung angeordnet sein, die beim vollständigen Absenken des zweiten Klemmelements am ersten Klemmelement vorbeiführbar oder durch dieses hindurchführbar ist, so daß sie an der Unterseite des Greiferteils vorsteht. Die Saugvorrichtung kann insbesondere als Vakuumsauger ausgebildet sein. Mit ihr können dünne Materialien, wie z. B. Papier, Pappe, Holzplatten, Kunststoffplatten, Bleche usw. angesaugt und z. B. als Unterlegböden, Zwischenlagen oder Decklagen plaziert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden Anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht auf die Greifervorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Draufsicht auf die Greifervorrichtung nach Fig. 1 mit Werkstück,

Fig. 3 eine perspektivische rückwärtige Ansicht der in Fig.

1 gezeigten Greifervorrichtung,
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Fig. 4 eine seitliche Ansicht eines Greiferarms ohne Gehäuse des Greiferteils und

Fig. 5 eine Detailansicht des in Fig. 4 gezeigten Greiferteils mit abgesenkter Saugvorrichtung.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die Greifervorrichtung aus einem Rumpf 1 und drei mit dem Rumpf 1 verbun-

denen Greiferarmen 2, 3 und 4, von denen die Greiferarme 2 und 4 am Rumpf 1 drehbar gelagert sind und der Greiferarm 3 am Rumpf 1 fest angeordnet und in seiner Länge veränderbar ist.

Die Greiferarme 2 und 4 sind an den beiden Seiten des Greiferarms 3 angeordnet und vom Greiferarm 3 aus über einen Winkel, der größer als 90° ist, verschwenkbar. Der Rumpf 1 weist an seiner Oberseite einen Flansch 5 zur Befestigung an einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Montageflansch eines Roboters auf.

Wie aus Fig. 1 weiterhin hervorgeht, setzen sich die Greiferarme 2, 3 und 4 jeweils aus Armteilen 2a, 3a und 4a, die mit dem Rumpf 1 verbunden sind, und an den freien Enden der Armteile drehbar gelagerten Greiferteilen 2b, 3b und 4b zusammen. Die Armteile 2a, 3a und 4a erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene, die zur derjenigen des Flansches 5 am Rumpf 1 parallel angeordnet ist, und sind in dieser Ebene drehbar gelagert. Die Greiferteile 2b, 3b und 4b sind senkrecht zu den Armteilen und untereinander parallel angeordnet und um ihre senkrechte Achse drehbar.

Die Greiferteile 2b, 3b und 4b weisen im Bereich ihrer unteren, freien Enden Klemmelemente auf, mit denen, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Werkstück 6 gegriffen und festgehalten werden kann.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, wird die Drehbewegung der Greiferarme 2 und 4 durch an der Rückseite des Rumpfes 1 angeordnete und sich gegenüberliegende Servomotoren 7 und 8 erzeugt, mit denen Schnecken 9 und 10 angetrieben werden, die mit fest an den Greiferarmen 2 und 4 angeordneten Schneckenrädern 11 und 12 kämmen.

Die Drehbewegung der Greiferteile 2b, 3b und 4b wird ebenfalls durch Servomotoren 13, 14 und 15 bewirkt, die (in der Zeichnung nicht dargestellte) Schnecken antreiben, die mit an den Greiferteilen 2b, 3b und 4b fest angeordneten Schneckenrädern

16, 17 und 18 kämmen.

Das in seiner Länge verschiebbare Armteil 3a besteht aus zwei teleskopartigen Elementen, die, wie auch die übrigen Armteile 2a und 4a, einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und mit Hilfe eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Linearantriebs in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind.

Die Greiferteile 2b, 3b und 4b weisen jeweils ein Gehäuse in Form eines langgestreckten Quaders auf, dessen zum Rumpf 1 weisende Seite geöffnet ist, so daß die Klemmelemente an dieser Seite austreten können.

Fig. 4 zeigt insbesondere den Aufbau eines Greiferteils bei entferntem Gehäuse.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist das Greiferteil an seinem freien, unteren Ende ein erstes Klemmelement 19 und ein mit diesem zusammenwirkendes und auf dieses absenkbares zweites Klemmelement 20 auf. Die Klemmelemente 19 und 20 sind als rechteckige, im Betätigungszustand parallel zueinander verlaufende Platten ausgebildet.

Das erste Klemmelement 19 ist am unteren Ende einer um eine horizontal und parallel zu einem Seitenpaar des plattenförmigen Klemmelements angeodnete Achse 21 schwenkbaren Haltevorrichtung 22 angeordnet. Mit der Haltevorrichtung 22 bildet es einen Klemmwinkel oder Löffel.

Das zweite, auf das erste absenkbare Klemmelement 20 ist an einem Schiebeteil· 23 eines längs des Greiferteiis sich erstreckenden Linearantriebs 24 angeordnet. Das Schiebeteil 23 weist einen seitlichen Nocken 25 auf, der in hochgefahrener Position des Schiebeteils 23 gegen ein abgewinkeltes Teil· 26 der Badevorrichtung 22 aniiegt. In dieser Position wird die Haltevorrichtung 22 mit dem ersten Klemmel·ement 19 gegen das Schwerkraftsdrehmoment des abgewinkelten Teils 26 einwärts

geschwenkt, so daß das erste Klemmelement 19 innerhalb des Gehäuses verharrt. Wird das Schiebeteil 23 durch den Linearantrieb 24 abgesenkt, kann sich die Haltevorrichtung 22 in ihre frei um die Achse 21 hängende Position verschwenken, in der das erste Klemmelement 19 am unteren Ende des Gehäuses vorsteht. Die Geometrie der Haltevorrichtung 22 mit dem abgewinkelten Teil 26 und dem ersten Klemmelement 19 und die Anordnung der Achse 21 ist so bestimmt, daß in der freihängenden Position die Haltevorrichtung 22 vertikal und das erste Klemmelement 19 horizontal angeordnet, sind, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Im betrachteten Ausführungsbeispiel ist der Linearantrieb 24 als hydraulischer Antrieb mit einem doppelt wirkenden Zylinder 27 und einem Kolben ausgebildet, wobei das Schiebeteil 23 außen am Zylinder 27 geführt und durch Magnetkraft gehalten wird.

An der Unterseite des zweiten Klemmelements 2 0 ist eine Saug-0 vorrichtung 2 8 angeordnet, die beim vollständigen Absenken des Klemmelements 20, wie in Fig. 5 gezeigt, teilweise am ersten Klemmelement 19 vorbei und teilweise durch eine Öffnung hindurchgeführt ist, so daß sie an der Unterseite des Greiferteils vorsteht. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel ist die Saugvorrichtung als Vakuumsauger mit nach unten weisender Saugöffnung ausgebildet, um z. B. dünne Zwischenlagen auf gestapelte Werkstücke abzulegen.

LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER

Patenlanwälte ■ European Patent Attorneys European Trademark Attorneys Kölner Straße 8 ■ D-42651 Solingen Telefon +49(0)2 12.2 22 13-0 Telefax +49(0)2 12.103 22

S/sh 11. Februar 1999

Erhard Demel 42781 Haan

Greifervorrichtung für einen Roboter Bezugszeichenliste

1	Rumpf
2	Greiferarm
3	Greiferarm
4	Greiferarm
5	Flansch
2a	Armteil
3a	Armteil
4a	Armteil
2b	Greiferteil
3b	Greiferteil
4b	Greiferteil
6	Werkstück
7	Servomotor
8	Servomotor
9	Schnecke
10	Schnecke
11	Schneckenrad
12	Schneckenrad
13	Servomotor
14	Servomotor
15	Servomotor
16	Schneckenrad
17	Schneckenrad
18	Schneckenrad
19	erstes Klemmelement

	• •	zweites Klemmelement	*• · · · .,· ·· • · · ·**
	• ft ft *	Achse	9
20	Haltevorrichtung
21	Schiebeteil
22	Linearantrieb
23	Nocken
24	abgewinkelter Teil
25	Zylinder
26	Saugvorrichtung
27
28

Claims

&iacgr;&ogr;

LlPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER S /sh

Patentanwälte European Patent Attorneys European Trademark Attorneys

Kölner Straße 8 ■ D-42651 Solingen 11. Februar 1999

Telefon +49(0)2 12.2 22 13-0
Telefax +49(0)2 12.103 22

Erhard Demel 42781 Haan

Greifervorrichtung für einen Roboter

Ansprüche

1. Greifervorrichtung für einen Roboter, g e k e &eegr; &eegr; zeichnet
durch

einen Rumpf (1), der so ausgelegt ist, daß er an einem Montageflansch des Roboters befestigbar ist, und

0 - mindestens zwei mit dem Rumpf (1) verbundene Greiferarme (2, 3, 4), von denen mindestens einer (2, 4) am Rumpf (1) drehbar gelagert ist.
2. Greifervorrichtung nach Anspruch 1,dadurch g e kennzeichnet, daß drei Greiferarme (2, 3, 4) vorgesehen sind, von denen zwei (2, 4) am Rumpf (1) drehbar gelagert sind und einer (3) am Rumpf (1) fest angeordnet und in seiner Länge veränderbar ist.
3. Greifervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Greiferarme (2, 3, 4) jeweils mit dem Rumpf (1) verbundene Armteile (2a, 3a, 4a) und an den freien Enden der Armteile drehbar gelagerte Greiferteile (2b, 3b, 4b) aufweisen.
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4. Greifervorrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Armteile (2a, 3a, 4a) sich vom Rumpf (1) aus im wesentlichen in einer gemein-

samen Ebene erstrecken und in dieser Ebene drehbar gelagert sind und die Greiferteile (2b, 3b, 4b) im wesentlichen senkrecht zu dieser Ebene und untereinander parallel angeordnet und um ihre senkrechte Achse drehbar sind.
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5. Greifervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die Greiferteile (2b, 3b, 4b) an ihrem freien Ende ein erstes Klemmelement (19) und ein mit diesem zusammenwirkendes und auf dieses absenkbares zweites Klemmelement (20) aufweisen.
6. Greifervorrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß beide Klemmelemente (19, 20) als rechteckige Platten ausgebildet sind.
7. Greifervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch

gekennzeichnet, daß das erste Klemmelement (19) am unteren Ende einer um eine horizontal und parallel zu einem Seitenpaar der Platte angeordnete Achse (21) 0 schwenkbaren Haltevorrichtung (22) angeordnet ist.
8. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß die Greiferteile (2b, 3b, 4b) jeweils ein Gehäuse aufweisen, daß an der zum Rumpf (1) weisenden Seite geöffnet ist, so daß die beiden Klemmelemente (19, 20) aus der offenen Seite zumindest teilweise vorstehen können.
9. Greifervorrichtung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im wesentlichen in Form eines langgestreckten Quaders ausgebildet ist, dessen zum Rumpf (1) weisende langgestreckte Seite geöffnet ist.
10. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a durch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des zweiten Klemmelements (20) eine Saugvorrichtung (28) angeordnet ist, die beim vollständigen Absenken des

I ·

Klemmelements (20) am ersten Klemmelement (19) vorbeiführbar oder durch dieses hindurchführbar ist, so daß sie an der Unterseite des Greiferteils (2b, 3b, 4b) vorsteht.