DE3340912A1 - Flange for the automatic change of the grippers of industrial robots - Google Patents

Flange for the automatic change of the grippers of industrial robots

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Rudolf 8000 München Burger
Gerd Kohler
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0408—Connections means
    • B25J15/0441—Connections means having vacuum or magnetic means

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Abstract

Change gripper systems have previously been disclosed in which the automated coupling of the change grippers to the industrial robot is effected mechanically in a positive-locking manner by catches driven, for example, by pneumatic cylinders. According to the invention, electromagnets are provided which produce the holding force between the flange and the change gripper. Furthermore, an IC base is provided on a plate located on the flange. The feeler tips of spring contacts engage in the bores of the IC base. The pneumatic hoses between robot flange and change gripper are coupled automatically via commercially available pneumatic plug-in couplings. <IMAGE>

Description

Flansch zum automatisierten Wechsel der Greifer von In-Flange for the automated change of the gripper from in-

dustrie-Robotern.industrial robots.

Die Erfindung betrifft einen Greifer einer Handhabungseinrichtung, insbesondere eines Industrie-Roboters, mit einem angeflanschten Greifer- und Werkzeugwechselsystem und Ubertragung von elektrischer und pneumatischer Energie (Vakuum) und Signalen an der Wechselschnittstelle.The invention relates to a gripper of a handling device, in particular an industrial robot with a flange-mounted gripper and tool changing system and transmission of electrical and pneumatic energy (vacuum) and signals at the change interface.

Derartige Greif er mit einer zangenartigen Spanneinrichtung werden beispielsweise für Handhabungsaufgaben bei nach einem festen Programm arbeitenden Einlegegeräten oder bei frei programmierbaren Industrie-Robotern eingesetzt. Die industriell eingesetzten Roboter können aber erst mit Hilfe von flexiblen Greifern in der Montage sinnvoll angewendet werden. Aus den Montageaufgaben und den Einflüssen auf die Greifergestaltung ergeben sich vielfältige Anforderungen an einen flexiblen Greif er.Such gripping he will be with a pliers-like clamping device for example, for handling tasks with people working according to a fixed program Insertion devices or with freely programmable industrial robots. the Robots used in industry can only be done with the help of flexible grippers can be used sensibly in assembly. From the assembly tasks and the influences On the gripper design, there are diverse requirements for a flexible Grab it.

In dem Aufsatz "Die helfende Hand für den Roboter", abdruckt in der Zeitschrift "Roboter", Ausgabe 2/83, Seiten 26 bis 30, sind Greifer- und Werkzeughalter beschrieben, die automatische, programmgesteuerte Auswechselbarkeit von Greifern und Werkzeugen ermöglichen. Das Greiferset ist pneumatisch angetrieben. Es handelt sich um Parallelgreifer mit einstellbarer Greifkraft und Anwesenheitskontrolle des Werkstücks.In the essay "The helping hand for the robot", printed in the "Robot" magazine, issue 2/83, pages 26 to 30, are gripper and tool holders described the automatic, program-controlled interchangeability of grippers and tools enable. The gripper set is pneumatically driven. It deals parallel grippers with adjustable gripping force and presence control of the Workpiece.

Von Nachteil ist hierbei, daß diese Mechanik räumlich am Flansch des Industrie-Roboters untergebracht werden muß und daß unter Umständen die Bewegungsmöglichkeit des Industrie-Roboters in sich selbst und auch in der Peripherie eingeengt wird. AuBerdem ergeben sich Probleme durch die relativ steifen Pneumatikschläuche, die den Bewegungen des Flansches, insbesondere der Drehung der Flanschachse, folgen müssen.The disadvantage here is that this mechanism is spatially attached to the flange of the Industrial robot must be accommodated and that, under certain circumstances, the possibility of movement of Industrial robot in itself and also in the periphery is narrowed. In addition, problems arise from the relatively stiff pneumatic hoses, which follow the movements of the flange, in particular the rotation of the flange axis have to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechsler der eingangs genannten Art mit wesentlich einfacherem Aufbau zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Elektromagnete, die die Haltekraft zwischen dem Flansch und dem Wechselgreifer erzeugen, und ein IC-Sockel vorgesehen sind, in dessen Bohrungen gekappte Tastspitzen von Federkontakten gesteckt sind und ferner pneumatische Kopplungselemente zur Ankopplung der Pneumatikschläuche zwischen Roboterflansch und Wechselgreifer dienen. Es können die Tastspitzen beliebiger Federkontakte sein.The invention is based on the object of a changer of the initially to create said type with a much simpler structure. This task will solved in that electromagnets, the holding force between the flange and generate the change gripper, and an IC socket are provided in the holes capped probe tips are plugged by spring contacts and also pneumatic coupling elements for coupling the pneumatic hoses between the robot flange and the interchangeable gripper to serve. It can be the probe tips of any spring contacts.

Der wesentliche Vorteil bei diesem Greifer- und Werkzeugwechselsystem ist der einfache, mechanische Aufbau und die Möglichkeit, schnell ohne bewegliche Teile koppeln zu können. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die leichte Austauschbarkeit von Tastspitzen und Federkontakten (Steckverbindung).The main advantage of this gripper and tool change system is the simple, mechanical structure and the ability to move quickly without moving To be able to couple parts. Another advantage of this arrangement is that it can be exchanged easily of probe tips and spring contacts (plug connection).

Wenn im folgenden auch nur von Industrierobotern (IR) ausgegangen wird, dann sollen darunter doch allgemein auch Handhabungseinrichtungen verstanden werden.Even if only industrial robots (IR) are assumed in the following is then generally understood to include handling devices will.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further details of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, die einen Flansch eines IR mit Werkzeugwechselsystem in der Vorderansicht zum Teil im Schnitt zeigt.The invention is explained with reference to the figure, which has a flange of a IR with tool change system shows partially in section in the front view.

Nach der Darstellung in der Figur 1 ist mit einem Flansch 1 eines IR eine Platte 2 fest verbunden, auf der Elektromagnete 3 befestigt sind. Ebenfalls auf dieser Platte befinden sich Führungsstifte 4, die die genaue Zuordnung der Platte 2 zu einem Wechselgreifer 5 bewirken. Auf dem Wechselgreifer 5 sitzt eine Platte 6, auf der, analog zu der Position der Elektromagnete 3, Jochplatten 7 aus Weicheisen befestigt sind. Des weiteren befinden sich auf der Platte 6 zwei Führungsbuchsen 8, in die die Führungsstifte 4 beim Fügen von Platte 2 und Platte 6 eintauchen. Die Führungsstifte dienen einmal dem Zuordnen der beiden Platten 2 und 6. Außerdem nehmen sie Querkräfte auf, so daß auf die Elektromagnete nur noch Normalkräfte (herrührend aus Kräften und Momenten) auf den Greifer wirken.As shown in FIG. 1, a flange 1 is one IR a plate 2 firmly connected on the Electromagnet 3 attached are. Also on this plate there are guide pins 4 that indicate the exact Assignment of the plate 2 to an interchangeable gripper 5. On the change gripper 5 sits a plate 6 on which, analogous to the position of the electromagnets 3, yoke plates 7 are attached from soft iron. There are also two on the plate 6 Guide bushes 8, in which the guide pins 4 when joining plate 2 and plate 6 immerse. The guide pins are used to assign the two plates 2 and 6. They also take on transverse forces, so that only on the electromagnets Normal forces (resulting from forces and moments) act on the gripper.

Die Ankopplung der nicht dargestellten Pneumatikschläuche zwischen Roboterflansch und Wechselgreifer erfolgt automatisch über handelsübliche Pneumatiksteckkupplungen.The coupling of the pneumatic hoses, not shown, between The robot flange and changeable gripper take place automatically via commercially available pneumatic plug-in couplings.

Auf der Platte 2'ist ein IC-Sockel 9 befestigt, in dessen Bohrungen die Tastspitzen 10 von handelsüblichen Federkontakten 11 gesteckt sind. Analog dazu sind auf der Platte 6 handelsübliche Federkontakte 12 angeordnet, die beim Fügen von Platte 2 und Platte 6 federnd gegen die Tastspitzen drücken. Damit mögliche Verunreinigungen der Federkontakte nicht zu Störungen führen, sind die Federkontakte 11 um ca. 3° zu den Tastspitzen geneigt. Beim Einfedern der Federkontakte ergibt sich dadurch eine Querbewegung der Federkontakte auf den Tastspitzen. Dies bewirkt eine Reinigung von Federkontakt und Tastspitze.An IC socket 9 is attached to the plate 2 ′, in its bores the probe tips 10 of commercially available spring contacts 11 are inserted. Similarly commercially available spring contacts 12 are arranged on the plate 6, which when joining from plate 2 and plate 6 press resiliently against the probe tips. So possible Contamination of the spring contacts does not lead to malfunctions, the spring contacts are 11 inclined by approx. 3 ° to the probe tips. When the spring contacts are compressed This results in a transverse movement of the spring contacts on the probe tips. this causes cleaning of the spring contact and stylus tip.

Um den Wechselgreifer bei Stromausfall am Herunterfallen zu hindern, sind an der Platte 2 zwei Klinken 15 angeordnet, die unter die Platte 6 greifen.To prevent the exchangeable gripper from falling down in the event of a power failure, two pawls 15 are arranged on the plate 2 and engage under the plate 6.

Durch entsprechende Abweiser 13 am Wechselgreifermagazin 14 werden die Klinken 15 beim Greiferwechsel so betätigt, daß die Platte 6 freigegeben wird. Im Bereich eines IR ist ein Magazin für mehrere Wechselgreifer vorgesehen.By means of appropriate deflectors 13 on the interchangeable gripper magazine 14 the pawls 15 are actuated when changing the gripper so that the plate 6 is released. In the area an IR, a magazine is provided for several exchangeable grippers.

Der Flansch 1 des IR ist drehbeweglich und schwenkbar mit dem Arm 17 des IR verbunden.The flange 1 of the IR is rotatable and pivotable with the arm 17 of the IR connected.

5 Patentansprüche 1 Figur5 claims 1 figure

Claims (5)

Patentansprüche $)i. Greif er einer Handhabungseinrichtung, insbesondere eines Industrieroboters, mit einem angeflanschten Greifer- und Werkzeugwechselsystem und Übertragung von elektrischer und pneumatischer Energie (Vakuum) und Signalen an der Wechselschnittstelle, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Elektromagnete (3), die die Haltekraft zwischen dem Flansch (1) und dem Wechselgreifer (5) erzeugen, und ein IC-Sockel (9) vorgesehen sind, in dessen Bohrungen gekappte Tastspitzen (10) von Federkontakten gesteckt sind und ferner pneumatische Kopplungselemente zur Ankopplung der Pneumatikschläuche zwischen Roboterflansch und Wechselgreifer dienen.Claims $) i. He grabs a handling device, in particular of an industrial robot, with a flange-mounted gripper and tool changing system and transmission of electrical and pneumatic energy (vacuum) and signals at the changeover interface, it is not shown that electromagnets (3), which generate the holding force between the flange (1) and the changeable gripper (5), and an IC socket (9) are provided, in whose bores capped probe tips (10) are plugged by spring contacts and also pneumatic coupling elements for coupling the pneumatic hoses between the robot flange and the interchangeable gripper to serve. 2. Greifer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf dem Flansch (1) des Industrieroboters eine Platte (2) angeordnet ist, auf der die Elektromagnete (3), Führungsstifte (4) und der IC-Sockel (9) befestigt sind und daß sich auf dem Wechselgreifer (5) eine Platte (6) befindet, auf der, analog zu der Position der Elektromagnete, Jochplatten (7) aus Weicheisen befestigt sind und sich ferner auf dieser Platte zwei Führungsbuchsen (8) befinden, in die die Führungsstifte (4) beim Fügen von den Platten (2, 6) eintauchen, und sich außerdem Tastspitzen (10) von Federkontakten (11) gegenüber dem IC-Sockel (9) sowie pneumatische Kopplungselemente befinden.2. Gripper according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that a plate (2) is arranged on the flange (1) of the industrial robot, on which the electromagnets (3), guide pins (4) and the IC socket (9) are attached and that there is a plate (6) on the changeable gripper (5) on which, analogous to the position of the electromagnets, yoke plates (7) attached from soft iron are and there are also two guide bushings (8) on this plate into which the guide pins (4) plunge into the joining of the plates (2, 6), and moreover Probe tips (10) of spring contacts (11) opposite the IC socket (9) and pneumatic Coupling elements are located. 3. Greifer nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Federkontakte (12) gegenüber den Tastspitzen (io) geringfügig, zum Beispiel um 3Q, geneigt sind.3. Gripper according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the spring contacts (12) compared to the probe tips (io) slightly, for Example by 3Q, are inclined. 4. Greifer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Abweiser (13) am Wechselgreifermagazin (14) vorgesehen sind, die die Klinken (15) beim Greiferwechsel so betätigen, daß die Platte (6) am Wechselgreifer freigegeben wird.4. Gripper according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that deflectors (13) are provided on the interchangeable gripper magazine (14), which the pawls (15) at Operate the gripper change so that the plate (6) is on the change gripper is released. 5. Greifer nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß auf der Platte (2), die am Flansch (1) des Industrieroboters sitzt, ein berührungsloser Näherungsschalter angeordnet ist, der bei erfolgter Kopplung mit der unteren Platte (6) ein Signal abgibt.5. Gripper according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that on the plate (2), which sits on the flange (1) of the industrial robot, a Contactless proximity switch is arranged, which when coupled with the lower plate (6) emits a signal.
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