DE3514167C2

DE3514167C2 -

Info

Publication number: DE3514167C2
Application number: DE19853514167
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 8910 Landsberg De Windel
Original assignee: Grob Werke & Co Kg 8948 Mindelheim De GmbH
Current assignee: Grob Werke & Co Kg 8948 Mindelheim De GmbH
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1992-04-23
Also published as: DE3514167A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung für einen Industrieroboter, wobei die Werkzeuge an dem Roboterhandgelenk zu befestigen sind, das in mehreren winklig zueinander verlaufenden Richtungen beweglich ist und gemäß einem vorbestimmten Programm die Werkzeuge aus einem ortsfesten, antriebslosen Halter aufnimmt und dort wieder absetzt, mit zusammenwirkenden Anordnungen zur Ausrichtung und sicheren Verbindung zwischen den beiden zu verbindenden Elementen, nämlich dem Werkzeug und dem Roboterhandgelenk, mit einer Spannöffnung an dem Werkzeug, in das ein Spannglied des Roboterhandgelenkes in einer ersten Bewegungsrichtung des Roboterhandgelenkes hineinbewegbar ist und mit einem Verriegelungsschieber am Werkzeug, der bei einer zweiten Bewegung des Roboterhandgelenkes in einer anderen Richtung wirksam wird, dessen Öffnungsstellung an dem ortsfesten Halter abgestützt ist und der bei der zweiten Bewegung vom Halter freikommt und verriegelt.The invention relates to a tool changing device for an industrial robot with the tools on the robot wrist are to be fastened at several angles directions are mutually movable and according to a predetermined program the tools from a picks up a stationary, drive-less holder and there again sets, with interacting alignment and alignment arrangements secure connection between the two to be connected Elements, namely the tool and the robot wrist a clamping opening on the tool into which a tendon of the Robot wrist in a first direction of movement of the Robot wrist is movable and with one Locking slide on the tool, the second Movement of the robot wrist in a different direction takes effect, its open position on the stationary holder and is supported by the holder during the second movement is released and locked.

Eine Werkzeugwechselvorrichtung der vorstehend angegebenen Gattung ist durch die US-PS 44 88 241 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung steht das Werkzeug auf einer Unterlage. Der Verriegelungsschieber besitzt einen Ansatz, der auf der Unterlage aufsteht und durch die Unterlage nach oben geschoben wird. Dabei gelangt der Verriegelungsschieber in eine Stellung, in der das Spannglied des Roboterhandgelenkes in das Werkzeug eingeschoben werden kann. Wenn das Spannglied das Werkzeug anhebt, kommt der Ansatz von der Unterlage frei und der Verriegelungsschieber gelangt in die Verriegelungsstellung. Für diese Bewegung ist eine Feder vorgesehen, die den Verriegelungsschieber nach unten drückt.A tool changing device of the above Genus has become known through the US-PS 44 88 241. At this known device, the tool is on a Document. The locking slide has an approach that gets up on the pad and up through the pad is pushed. The locking slide gets into one Position in which the tendon of the robot wrist in the Tool can be inserted. If the tendon does that The tool comes off the base and free the locking slide reaches the locking position. For this movement, a spring is provided, which Pushes the locking slide down.

Bei der bekannten Vorrichtung erweist es sich als Nachteil, daß die Feder, die den Verriegelungsschieber bewegt, nur eine begrenzte Kraft aufweisen kann. Die Feder kann nur so stark bemessen werden, daß sie beim Aufsetzen des Werkzeuges das Zurückschieben des Verriegelungsschiebers nicht verhindert. Falls größere Verriegelungskräfte erwünscht sind, müßte das Eigengewicht des Werkzeuges vergrößert werden, was aus anderen Gründen unerwünscht ist.In the known device, it proves to be a disadvantage that the spring that moves the locking slide is only one can have limited force. The spring can only be so strong be dimensioned so that when placing the tool Pushing back of the locking slide is not prevented. If greater locking forces are desired, this should be done Dead weight of the tool can be increased, what from others Reasons is undesirable.

Von Vorteil ist dagegen bei der bekannten Einrichtung, daß keine besonderen Energieleitungen notwendig sind, die beispielsweise zum Roboterhandgelenk führen oder auch zur Ablagestelle des Werkzeuges und die, wie bei anderen Vorrichtungen ähnlicher Art notwendig, dazu dienen, das Verriegeln des Werkzeuges an der Roboterhand zu bewirken.On the other hand, it is advantageous in the known device that no special power lines are necessary that for example, lead to the robot wrist or to Storage location of the tool and that, as with others Devices of a similar type necessary to serve the To lock the tool on the robot hand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß verhältnismäßig große Verriegelungskräfte aufgebracht werden können, ohne zu diesem Zweck besondere Energieleitungen vorzusehen.The invention has for its object a device to further develop the genus specified at the beginning, that relatively large locking forces are applied can be used without special power lines for this purpose to provide.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Werkzeugwechselvorrichtung der eingangs angegebenen Gattung zwei gegenläufige Verriegelungsschieber vorgesehen sind, die mit ihren Schrägflächen mit Schenkeln eines U-förmigen Öffnungsgliedes des Halters zusammenwirken.According to the invention the object is achieved in that in the case of a tool changing device of the type specified Genre provided two opposing locking slides are the one with their sloping surfaces with legs Interact U-shaped opening member of the holder.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung hängen die aufbringbaren Verriegelungskräfte nicht mehr vom Eigengewicht der Vorrichtung ab. Durch die paarweise, symmetrische Anordnung der Verriegelungsschieber sind auch die Kräfte, die eine Unterlage, eine Halterung oder dergleichen aufzunehmen hat, vergleichs weise gering. Die hohen Verriegelungskräfte haben den Vorteil einer exakten Verbindung des Werkzeuges mit dem Roboterhand gelenk, die auch bei starker Belastung, beispielsweise unter der Wirkung der Bearbeitungskräfte des Werkzeuges, nicht zu einer Veränderung der vorgesehenen Position des Werkzeuges am Roboterhandgelenk führt.In the arrangement according to the invention, those that can be applied depend Locking forces no longer depend on the weight of the device from. Due to the paired, symmetrical arrangement of the Locking slides are also the forces that has to include a bracket or the like, comparative wise low. The high locking forces have the advantage an exact connection of the tool with the robot hand joint, even under heavy loads, for example under the effect of the machining forces of the tool a change in the intended position of the tool on Robot wrist leads.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verriegelungsschieber zwischen zwei miteinander verbundenen Platten angeordnet sind, wobei die Platten die Spannöffnung aufweisen.In a further embodiment of the invention it is proposed that the locking slide between two interconnected Plates are arranged, the plates the clamping opening exhibit.

Bei einer bewährten Ausbildungsform der Erfindung ist das Spannglied als Bolzen ausgebildet und besitzt einen Bund, den die Verriegelungsschieber hintergreifen. Insbesondere besitzt der Bolzen einen Zentrieransatz, der in eine angepaßte Ausnehmung einer der Platten eingreift.In a proven form of training of the invention, this is Tendon designed as a bolt and has a collar, the reach behind the locking slides. In particular owns the bolt has a centering boss that fits into a Recess engages one of the plates.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the invention shown schematically. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Roboterhandgelenkes mit dem Werkzeug und dem Öffnungsglied, Fig. 1 is a perspective view of a robot wrist with the tool and the opening member,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 2 is a vertical section through the device according to the invention and

Fig. 3 und Fig. 4 Schnitte durch die Darstellung der Fig. 2, entsprechend der Schnitt linie III-III bzw. IV-IV. Fig. 3 and Fig. 4 sections through the representation of Fig. 2, corresponding to the section line III-III and IV-IV.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel trägt das Roboterhandgelenk 6 das als Bolzen 5 ausgebildete Spannglied. Der Bolzen 5 ist von einem Zentrieransatz 14 umgeben und weist an seinem Ende den Bund 13 auf, dessen dem Roboterhandgelenk zugeordnete Rückfläche teilweise abgeschrägt ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bund nur teilweise ausgebildet und teilweise durch ebene Flächen 16 begrenzt.In the exemplary embodiment shown, the robot wrist 6 carries the tensioning element designed as a bolt 5 . The bolt 5 is surrounded by a centering lug 14 and has at its end the collar 13 , the rear surface of which is assigned to the robot wrist is partially chamfered. In the embodiment shown, the collar is only partially formed and partially delimited by flat surfaces 16 .

Am Werkzeug 7, das eine nicht näher erörterte Funktion besitzt und beispielsweise über das Kabel 17 angetrieben ist, sind die beiden Verriegelungsschieber 2 und 3 gelagert. Diese Verriegelungsschieber stehen unter der Wirkung der Federn 18, die teilweise in die Verriegelungsschieber 2 und 3 und teilweise auch in Zwischenplatten 19 und 20 eingelassen sind, die die erforderliche Distanz der Platten 11 und 12 ergeben, welche die Verriegelungsschieber zwischen sich aufnehmen.The two locking slides 2 and 3 are mounted on the tool 7 , which has a function which is not discussed in more detail and is driven, for example, via the cable 17 . These locking slides are under the action of the springs 18 , which are partially embedded in the locking slides 2 and 3 and partially also in intermediate plates 19 and 20 , which result in the required distance of the plates 11 and 12 which accommodate the locking slides between them.

Die Verbindungsbolzen und Zentrierstifte der Platten 11 und 12 bzw. der Zwischenplatten 19 und 20 sind mit 21 und 22 bezeichnet. Ausnehmungen 23 in den Verriegelungsschiebern 2 und 3 erlauben die Beweglichkeit der Verriegelungsschieber.The connecting bolts and centering pins of the plates 11 and 12 or the intermediate plates 19 and 20 are designated 21 and 22 . Recesses 23 in the locking slide 2 and 3 allow the mobility of the locking slide.

Die mit dem Spannglied, also dem Bolzen 5 bzw. dem Bund 13 zusammenwirkenden Flächen der Verriegelungsschieber 2 und 3 sind mit Abschrägungen 24 versehen, die den Abschrägungen der Rückfläche des Bundes 13 angepaßt sind.The cooperating with the clamping member, so the bolt 5 or the collar 13 faces of the locking slides 2 and 3 are provided with chamfers 24 which are adapted to the bevels of the rear surface of the collar. 13

Die Verriegelungsschieber besitzen auf ihrer Außenseite Schrägflächen 9 und 10, die beim Einschieben der Vorrichtung in das Öffnungsglied 4 mit den Schenkeln 8 zusammenwirken, wobei beim Einschieben die Schenkel 8 die Verriegelungsschieber 2 und 3 gegen die Kraft der Federn 18 nach innen drücken, und die Verriegelungsschieber den Bolzen 5 und insbesondere den Bund 13 freigeben.The locking slide having on its outer side inclined surfaces 9 and 10 which cooperate during insertion of the device in the opening member 4 with the legs 8, wherein upon insertion of the legs 8 press the locking slide 2 and 3 against the force of the springs 18 inwardly, and the locking slide release the bolt 5 and in particular the collar 13 .

Zur Aufnahme des Werkzeuges durch das Roboterhandgelenk mittels des Bolzens 5 wird dieser Bolzen 5 in Richtung des Pfeiles 25 vorgeschoben, wobei diese Vorschubrichtung parallel zur Achsrichtung des Bolzens 5 verläuft. Der Bolzen dringt in die Spannöffnung 1 der Platten 11 und 12 ein. Am Ende dieser Bewegung zentriert sich der Zentrieransatz 14 in der Ausnehmung 15 der Platte 12. Bei dieser Bewegung dringt auch der Zapfen 26 (vgl. Fig. 4) in eine angepaßte Bohrung 27 ein, so daß auch eine Verdrehsicherung gegeben ist.To receive the tool by the robot wrist by means of the pin 5 , this pin 5 is advanced in the direction of arrow 25 , this direction of advance being parallel to the axial direction of the pin 5 . The bolt penetrates into the clamping opening 1 of the plates 11 and 12 . At the end of this movement, the centering projection 14 is centered in the recess 15 of the plate 12 . During this movement, the pin 26 (see FIG. 4) also penetrates into an adapted bore 27 , so that an anti-rotation device is also provided.

Nun erfolgt eine Bewegung des Roboterhandgelenkes in Richtung des Pfeiles 29, wobei die Platten 11 und 12 und die Verriegelungsschieber aus dem Öffnungsglied nach oben herausge hoben werden. Nach kurzer Bewegung kommen die Schrägflächen 9 und 10 von den Schenkeln 8 frei und sperren somit das Werkzeug 7 am Spannglied fest.Now there is a movement of the robot wrist in the direction of arrow 29 , wherein the plates 11 and 12 and the locking slide are lifted out of the opening member upwards. After a short movement, the inclined surfaces 9 and 10 are released from the legs 8 and thus lock the tool 7 firmly on the tendon.

Im allgemeinen wird die beschriebene Vorrichtung noch durch elektrische Schalter vervollständigt, die beispielsweise vor dem völligen Verlassen und Ausheben aus dem Öffnungsglied 4 die Spannstellung der Verriegelungsschieber 2 und 3 abfragen und kontrollieren. Auch hier ergibt sich der Vorteil, daß die Endlagenquittierung der Verriegelungsschieber über das Kabel 17 des Werkzeuges 7 erfolgt, so daß störanfällige Kabel an dem Roboterhandgelenk selbst, die allen Bewegungen des Roboter handgelenkes folgen müßten, vermieden werden.In general, the device described is completed by electrical switches which, for example, query and check the clamping position of the locking slides 2 and 3 before they are completely left and lifted out of the opening member 4 . Here too there is the advantage that the end position acknowledgment of the locking slide takes place via the cable 17 of the tool 7 , so that cables susceptible to faults on the robot wrist itself, which should follow all movements of the robot wrist, are avoided.

Das Öffnungsglied 4 ist mittels des Blockes 28 ortsfest gehalten. In der Ruhestellung trägt das Öffnungsglied 4 das Werkzeug mit der daran befestigten Vorrichtung.The opening member 4 is held stationary by means of the block 28 . In the rest position, the opening member 4 carries the tool with the device attached to it.

Claims

1. Tool changing device for an industrial robot, wherein the tools are to be fastened to the robot wrist, which is movable in several mutually angular directions and, according to a predetermined program, picks up the tools from a stationary, drive-free holder and sets them down again, with interacting arrangements for alignment and secure connection between the two elements to be connected, namely the tool and the robot wrist, with a clamping opening on the tool, into which a clamping member of the robot wrist can be moved in a first direction of movement of the robot wrist and with a locking slide on the tool, which during a second movement the robot hand joint is effective in another direction, the open position of which is supported on the stationary holder and which is released and locked during the second movement, characterized in that two opposing locks lungsschieber ( 2 , 3 ) are provided which cooperate with their inclined surfaces ( 9 , 10 ) with legs ( 8 ) of a U-shaped opening member ( 4 ) of the holder.

2. Device according to claim 1, characterized in that the locking slide ( 2 , 3 ) between two interconnected plates ( 11 , 12 ) are arranged, wherein the plates have the clamping opening ( 1 ).

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tendon is designed as a bolt ( 5 ) and has a collar ( 13 ) which the locking slide ( 2 , 3 ) engage behind.

4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that the bolt ( 5 ) has a centering projection ( 14 ) which engages in an adapted recess ( 15 ) of one of the plates ( 11 , 12 ).