DE3100401A1

DE3100401A1 - "greifvorrichtung"

Info

Publication number: DE3100401A1
Application number: DE19813100401
Authority: DE
Inventors: Arne 724 74 VästerÅs Berg
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1980-01-17
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1981-11-19
Also published as: US4367893A; SE8000382L; SE420059B

Description

ASEA Aktiebolag, Västeras/Schweden Greifvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Greifvorrichtung kann für Industrieroboter verwendet werden. Sie kann zur Handhabung insbesondere von Wellen, Rondellen oder Ringen verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung der genannten Art zu entwickeln, mit der zylinderförmige oder ringförmige oder ähnliche Teile sowohl von außen als auch von innen gegriffen werden können, und mit der die Gegenstände auch sicher gegriffen werden können, wenn diese relativ große Lagefehler gegenüber der einprogrammierten Lage aufweisen. Zugleich soll der Gegenstand beim Greifen in die vorgeschriebene Lage zentriert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Greifvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

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Die Greifvorrichtung nach der Erfindung enthält drei parallele Wellen mit Greifarmen, die an ihrem äußeren Ende mit Greiforganen versehen sind. Diese Wellen sind in einem Tragorgan gelagert, das aus einer einzigen Platte bestehen kann oder aus zwei parallelen Platten, die in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Die Platten werden über mehrere Distanzstücke zusammengehalten. Ein Antriebsmotor für die Greifbewegung treibt eine der Wellen der Greifarme direkt oder über ein Zahnradgetriebe in der Greifvorrichtung an. Die angetriebene Greifarmwelle und die übrigen Wellen sind derart über Zahnräder und mit diesen in Eingriff stehende Zahnstangen verbunden, daß eine synchrone Schwenkbewegung der Greifarme zustandekommt. Dadurch, daß das Tragorgan mittels zweier paralleler Platt en aufgebaut ist, wird bei niedrigem Gewicht eine hohe Steifigkeit und eine stabile, vorzugsweise doppelte Lagerung der Greifarme erreicht. Die verbindenden Zahnräder und Zahnstangen sowie das eventuell vorhandene Zahnradgetriebe zwischen Antriebsmotor und zuerst angetriebener Welle sind dabei zwischen den Platten angeordnet.

Zur Handhabung länglicher Gegenstände, wie Wellen oder Rohre, wird die Greifvorrichtung vorzugsweise aus zwei parallelen Greifeinheiten aufgebaut, von denen jede mit Greifarmen und einem Antriebsmotor für diese Greifarme versehen ist. Die plattenförmigen Tragorgane in diesen Greifeinheiten werden dann in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet und parallel zueinander in verschiedenen Ebenen orientiert. Dabei erfolgt die Anordnung

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so, daß die Greifarme auf den voneinander abgewandten Seiten der beiden Greifeinheiten liegen, wodurch man den größten Abstand zwischen den Griffstellen der beiden Greifarme und damit eine hohe Stabilität des Gesamtgriffes erhält. Es ist auch möglich, eine Greifvorrichtung aus zwei Greifeinheiten in der Weise aufzubauen, daß diese in einem gewissen Abstand voneinander, jedoch in derselben Ebene liegen. Mit einer solchen Greifvorrichtung kann man die kleinste Bewegung beim Herausnehmen und Einsetzen von Teilen in eine Werkzeugmaschine erzielen. Man erreicht auch die kürzeste Handhabungszeit. Bei einer Greifvorrichtung zur Handhabung von Teilen größerer Länge ist das plattenförmige Tragorgan mit einer U-förmigen Öffnung versehen, die sich zwischen die Wellen der beiden Greifarme erstreckt, die über Zahnstangen angetrieben werden.

Mit der Greifvorrichtung gemäß der Erfindung können Wellen, Rondellen, Rohre, Ringe oder sonstige Teile mit einem vollzylindrischen oder hohlzylindrisehen Ansatz gehandhabt werden. Selbstverständlich ist die zylindrische Form der zu handhabenden Teile nicht zwingende Voraussetzung für die Benutzbarkeit der Greifvorrichtung. Es genügt, daß das Teil von innen oder von außen über drei Punkte erfaßbar ist. Lediglich die Fähigkeit, das Teil mit dem Zugriff zugleich zu zentrieren, kann dabei mehr oder weniger verlorengehen.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nllher erläutert werden. Es zeigen

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NACHGEREiOHTj

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Greifvorrichtung gemäß der Erfindung zum Teil in einer Ansicht A-A gemäß Figur 2 und zum Teil in einem Schnitt B-B

gemäß Figur 2,
Fig. 2 einen Schnitt der Greifvorrichtung längs der Linie

C-C in Figur 1,
Fig. 3 einen Schnitt der Greifvorrichtung längs der Linie

D-D in Figur 1,
Fig. 4 und 5 das Greifen zylindrischer Teile von innen bzw.

von außen,
Fig. 6 bis 9 verschiedene Anordnungen der Greifvorrichtung bzw. Kombinationen derselben an einem Roboterarm.

In den Figuren bezeichnet 1 eine Greifvorrichtung, die ein scheibenförmiges Tragorgan enthält, das aus zwei parallelen Platten 2 und 3 besteht, die durch Distanzelemente 4, zusammenhaltende Bolzen 5 sowie nicht dargestellte Bolzen mit einer Befestigungsplatte 6 verbunden sind, über welche die Greifvorrichtung mit einem Werkzeughalter 7 am äußeren Ende des Armes 8 eines Roboters verbunden wird. Drei Wellen 10a, 10b und 10c mit Greifarmen 11a, 11b und 11c sind mittels Nadellager 12 in den Platten 2 und 3 gelagert. Die Arme 11 tragen an ihrem äußeren Ende die Greiforgane 13. Auf den Wellen 10 sind Zahnräder 14a, 14b und 14c befestigt. Außerdem ist auf der Welle 10a ein Zahnsegment 15 befestigt. Ein Antriebsmotor 16 ist mit der Platte 3 verbunden. Der Wellenzapfen 17 des Antriebsmotors trägt ein Zahnrad 18, das mit dem Zahnsegment 15 in Eingriff steht. Die Zahnräder 14a und 'i4b sind mit der Zahnstange 20a und die Zahnräder 14a und 14c mit der Zahnstange 20b verbunden. Die Zahnstangen sind

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auf ihrer Rückseite mit einer Längsnut 21 versehen. Die Kugellager 22, die von Bolzen 23 getragen und axial durch Distanzrohre 24 und 25 fixiert sind (Fig. 3), laufen in der Nut 21, führen die Zahnstangen 20a bzw. 20b und halten diese in Eingriff mit den Zahnrädern 14a und 14b bzw. 14a und 14c. Bei der Bedienung des Greifarms 11a, der feet mit der Welle 10a verbunden ist, folgen die Greifarme 11b und 11c synchron dem Greifarm 11a. Die Platten 2 und 3 haben U-förmige Öffnungen 26, in die ein längliches Teil hineinragen kann.

Figur 4 zeigt, wie man Teile außenseitig mit der Greifvorrichtung 1 gemäß der Erfindung greifen kann. Der Kreis 27 beschreibt die maximal zulässige äußere Kontur eines Teils, das gegriffen werden kann. Dieses Teil, beispielsweise ein Rondell oder ein Teil mit zylindrischem Ansatz, darf nur eine begrenzte axiale Länge haben, da es sich vollständig seitlich der Greifvorrichtung 1 befinden muß .^ Der Kreis 28 beschreibt die minimal zulässige Kontur eines Teils, das gegriffen werden kann. Der Kreis 29 beschreibt die maximal zulässige Kontur eines langgestreckten Teils, beispielsweise eine Welle, das gegriffen werden kann. Lange Teile müssen nämlich in ihrer Mitte gegriffen werden, und zwar eventuell gleichzeitig von zwei zusammenarbeitenden Greifvorrichtungen. Solche Teile müssen in die U-förmige Öffnung der Platten 2 und 3 hineinragen, so daß die Maße dieser Öffnung den maximal zulässigen Durchmesser des Teiles bestimmen, das gegriffen werden kann. Die Greifvorrichtung kann so ausgeführt werden, daß sie imstande ist, Teile mit einem

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Außendurchmesser von 18 mm bis 200 mm ;:u greifen. Die Greifvorrichtung vermag ein Teil selbst dann zu erfassen, wenn dieses erheblich falsch plaziert ist. Die Spannkraft ist groß über den gesamten Spannbereich.

Figur 5 zeigt, wie man Teile von innen mit der Greifvorrichtung nach der Erfindung greifen kann. Der Kreis 30 beschreibt die Innenkontur der maximal zulässigen Öffnung eines Teils, beispielsweise eines Ringes, das gegriffen werden kann. Der Kreis 31 beschreibt die Innenkontur der minimal zulässigen Öffnung eines Teils, beispielsweise eines Ringes, das gegriffen werden kann. Teile mit einem Innendurchmesser von 50 mm bis 200 mm können gegriffen werden. Eine einzige Greifvorrichtung kann für Teile sehr unterschiedlicher Größe verwendet werden und braucht nicht in demselben Umfang wie bei bekannten Greifvorrichtungen beim

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Austausch von TeIlI ausgewechselt zu werden.

Wie Figur 6 zeigt, kann eine einzige Greifvorrichtung 1 an dem drehbaren Werkzeughalter des Roboters befestigt werden. Diese Anordnung ist bei der Handhabung von Teilen 32 mit kleiner axialer Länge zweckmäßig. Figur 7 zeigt eine Anordnung zur Handhabung von langen Teilen, wie z.B. einer Welle 33. Zwei Greifvorrichtungen sind hier an einer Befestigungsplatte 34 befestigt, die ihrerseits am Werkzeughalter 7 befestigt ist. Figur 8 zeigt eine andere Anordnung mit Greifvorrichtungen 1, die paarweise an einem Träger 35 angebracht sind, der am Werkzeughalter 7 befestigt ist. Bei dieser Anordnung kann ein Teil aus einer Werkzeugmaschine mit der einen Greifvorrichtung 1a herausge-

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nommen werden; danach wird die ganze Greifvorrichtungseinheit mit dem Träger 35 um 180° gedreht, worauf ein Teil mittels der anderen Greifvorrichtung 1b in die Maschine eingesetzt wird. Während der Bearbeitung des neu eingesetzten Teils trägt der Roboter das fertige Teil fort, greift ein neues Teil und geht in Bereitschaftsstellung, bis die Bearbeitung des in der Maschine befindlichen Teils beendet ist.

Figur 9 zeigt die Befestigung einer Greifvorrichtung in einer Konsole 36, die am Werkzeughalter 7 befestigt ist. Diese Anordnung ist zum Holen von Teilen 37, wie Rondellen, kürzeren Zylindern oder Rohren, von einem Tisch 38 zweckmäßig. Rohre können je nach Wahl inseitig oder außenseitig gegriffen werden.

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Claims

Patentansprüche:

j/¹ Greifvorrichtung, insbesondere zur Handhabung von Teilen mit kreisförmigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß drei Wellen (10a, b, c) mit Greifarmen (11a, b, c) drehbar in einem Tragorgan (2, 3) gelagert sind, daß ein Antriebsmotor (16) eine der Wellen (1Oa) der Greifarme (11a) antreibt und daß die Wellen (10b, 10c) der übrigen Greifarme (11b, 11c) mit der angetriebenen Welle (10a) über Zahnräder (14a, I4b, 14c) und mit diesen in Eingriff stehenden Zahnstangen (20a, 20b) derart verbunden sind, daß eine synchrone Schwenkbewegung der Greifarme (11a, b, c) entsteht.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragorgan zwei in Abstand voneinander angeordnete Platten (2, 3) enthält, in welchen die Wellen (10a, 10b, 10c) der Greifarme (11a, 11b, 11c) gelagert sind, und daß die Zahnräder (14a, 14b, 14c) und die Zahnstangen (20a, 20b), welche die Wellen (10a, b, c) der Greifarme (11 a, b, c) miteinander verbinden, zwischen den Platten (2, 3) angeordnet sind.

3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragorgan (2, 3) eine U-förmige Öffnung (26) hat, die sich zwischen die Wellen (10b, 10c) der beiden Greifarme (11b, 11c) erstreckt, welche über die Zahnstangen

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NACHQEREICHT

(20a, 20b) antreibbar sind.

A. Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Greifvorrichtungen (1) eine Greifvorrichtungseinheit bilden, wobei die beiden Greifvorrichtungen (1) im Abstand voneinander angeordnet sind und mit ihren entsprechenden plattenförmigen Tragorganen (2, 3) in verschiedenen, zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind (Fig. 6).

5. Greifvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtungen (1) der GreifVorrichtungseinheit mit den Greifarmen (11a, 11b, 11c) auf den voneinander abgewandten Seiten der Greifvorrichtungen (1) orientiert sind (Fig. 7).

6. Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Greifvorrichtungen eine Greifvorrichtungseinheit bilden, wobei die Greifvorrichtungen in Abstand voneinander und mit ihren entsprechenden plattenförmigen Tragorganen (2, 3) in denselben Ebenen angeordnet sind (Fig. 8).

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