DE3532667C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechseleinrichtung für einen Industrie-Roboter mit einem Roboter-seitigen und einem Werkzeug-seitigen Kupplungsteil, die beide die er­ forderlichen Verbindungseinrichtungen für Zentrierung, Verriegelung und Versorgung tragen, und mit einem Magazin, das Steuervorrichtungen aufweist, aufgrund derer bei Relaltivbewegung zwischen der Werkzeugwechseleinrichtung und dem Magazin die Ver- bzw. Entriegelung erfolgt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Werkstück-Hand­ habungseinrichtung an Werkzeugmaschinen, die einen längs mindestens zweier Achsen bewegbaren Greiferarm und eine Kupplungsvorrichtung zum Verbinden eines Wechselgreifers mit dem Greiferarm sowie ein Magazin zum Einsetzen und Entnehmen eines Wechselgreifers durch den Greiferarm besitzt.

Zum Handhaben von Werkstücken, insbesondere zum Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen, aber auch zum Montieren unterschiedlicher Teile mittels einer Handhabungsein­ richtung, werden oft unterschiedlich ausgebildete Greifer benötigt. Ein für Werkzeugmaschinen typischer Fall sind schlanke Wellenteile einerseits und scheibenförmige Futterteile andererseits, die in der Regel mittels ver­ schieden ausgebildeter Greifer gehandhabt werden.

Deshalb sind Greiferwechselsysteme für Handhabungsein­ richtungen bekanntgeworden, die jedoch alle den Nachteil haben, daß sie relativ aufwendig sind. Bei bekannten Greiferwechselsystemen mit einem Greiferarm, an dem sich mittels einer Kupplungsvorrichtung verschiedene Wechsel­ greifer anbringen lassen, werden die Kupplungsvorrichtungen hydraulisch oder pneumatisch betätigt oder sie sind als elektromagnetische Kupplungsvorrichtungen ausgebildet, so daß Versorgungsleitungen durch die gesamte Handhabungs­ einrichtung zumindest bis zu der einen Wechselgreifer haltenden Stelle des Greiferarms geführt werden müssen, was aus Gründen des hierfür erforderlichen Platzbedarfs, der Einschränkung der Beweglichkeit des Greiferarms und des Beschädigungsrisikos im Einsatz nachteilig ist.

Nichts anderes gilt für eine bekannte Werkzeugwechsel­ richtung der eingangs erwähnten Art (DE-OS 34 00 527), bei der es eines Pneumatikzylinders bedarf, um die von dem Roboter-seitigen und dem Werkzeug-seitigen Kupplungs­ teil gebildete Kupplungsvorrichtung zu betätigen. Der Steuerung des Pneumatikzylinders dienen am Magazin ange­ brachte Endschalter, die beim Einfahren eines Wekzeugs in das Magazin betätigt werden. Im übrigen handelt es sich bei dem Magazin lediglich um eine Halterung für ein einziges Werkzeug.

Ein weiterer bekannter Industrie-Roboter (EP-OS 01 50 232) läßt deutlich erkennen, daß man bisher für das Halten von Roboter-Werkzeugen stets mit Fremdenergie betriebene Vorrichtungen verwendet hat: Bei diesem bekannten Industrie- Roboter bedarf es einer ersten, mit Fremdenergie betrie­ benen Betätigungsvorrichtung, um eine Kupplungsvorrichtung zwischen Roboter und Werkzeug zu betätigen, welche aus an einer Werkzeug-seitigen Anschlußplatte fest angebrach­ ten Spannklötzen und aus mit letzteren zusammenwirkenden, beweglichen Spannbacken besteht, die an einer am Roboter befestigten Anschlußplatte in radialer Richtung ver­ schiebbar gehalten sind. Eine zweite, gleichfalls mit Fremdenergie betriebene Betätigungsvorrichtung dient dem Verschwenken von an einem Magazin angebrachten Klemmbacken zum Halten eines abgelegten Werkzeugs, wobei auch dieses Magazin nur eine Halterung für ein einziges Werkzeug darstellt.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugwechseleinrichtung für einen Industrie-Roboter zu schaffen, bei der die Ver- bzw. Entriegelung des Werk­ zeugs am Roboter keiner mit Fremdenergie betriebenen Betätigungsvorrichtung bedarf.

Ausgehend von einer Werkzeugwechseleinrichtung der ein­ gangs erwähnten Art läßt sich diese Aufgabe erfindungs­ gemäß dadurch lösen, daß die Steuervorrichtungen an einem der beiden relativ zueinander bewegbaren Teile vor­ gesehene Anschlagflächen sind, gegen die am anderen be­ wegbaren Teil vorgesehene bewegliche Betätigungselemente anfahrbar sind und bei der Relativbewegung zwischen Werkzeugwechseleinrichtung und Magazin bewegt werden und dabei allein mechanisch die Ver- bzw. Entriegelung bewir­ ken. Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung stellt also das Magazin ein als nach Art eines Anschlags wirkendes, mechanisches Betätigungselement für die Kupplungsvorrichtung dar und die letztere ist als durch eine Relativbewegung zwischen Roboter und Magazin auf rein mechanischem Wege betätigbare Kupplungsvorrichtung ausge­ bildet. Hydraulische, pneumatische oder elektrische Betä­ tigungsvorrichtungen sowie eine zusätzliche Energieversor­ gung lassen sich also einsparen, und der Aufwand in der Maschinensteuerung entspricht zumindest nahezu nur dem­ jenigen, der für eine Anlage ohne Werkzeugwechselsystem ohnehin getrieben werden muß. Auch bleibt das Werkzeug bei Energieausfall fest mit dem Roboter verbunden.

Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, daß es sich bei den Werkzeugen um Greifwerkzeuge handeln soll und die über die erwähnten Verbindungseinrichtungen gewähr­ leistete Versorgung der Betätigung der Greifer der Greif­ werkzeuge dient.

In aller Regel besitzt der Arm eines Industrie-Roboters vier Freiheitsgrade, nämlich Linearbewegungen längs zweier horizontaler, senkrecht aufeinander stehender Bewegungs­ achsen und einer vertikalen Bewegungsachse sowie eine rotatorische Bewegung um eine vierte Bewegungsachse.

Deshalb ist die bevorzugte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Werkzeugwechseleinrichtung so ausgebildet, daß Werkzeug und Roboter durch zwei zueinander senkrechte Bewegungen des letzteren längs zweier Bewegungsachsen des Roboters kuppel- und miteinander verriegelbar sind. Bei dieser Ausführungsform lassen sich zwei ohnehin vorhandene Bewegungen des Roboterarms dazu ausnutzen, den Roboter mittels einer Bewegung längs einer ersten seiner Bewegungs­ achsen mit einem Werkzeug zu kuppeln und letzteres am Roboter zu verriegeln, indem der Roboter in Richtung einer zweiten seiner Bewegungsachsen bewegt wird. Es wäre aber auch denkbar, irgend eine andere ohnehin vorhandene Bewe­ gung des Roboters dazu zu benutzen, Werkzeug und Roboter miteinander zu kuppeln und das Werkzeug am Roboterarm zu verriegeln, wobei dann z. B. beim Durchlaufen eines ersten, einer Bewegungsachse zugeordneten Wegabschnitts der Roboter mit dem Werkzeug gekuppelt und beim Durchlaufen eines zweiten, der selben Bewegungsachse zugeordneten Wegabschnitts das Werkzeug am Roboter verriegelt wird.

Die Konstruktion könnte so ausgeführt sein, daß ein oder mehrere Teile der Kupplungsvorrichtung in irgendeiner Weise gegen das Magazin gefahren werden; bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen, bei denen die von den beiden Kupplungsteilen gebildete Kupplungsvorrichtung mindestens ein Betätigungselement aufweist, welches mit dem Magazin in Eingriff bringbar sowie durch eine Relativbewegung zwischen Roboter und Magazin von einer Löse- in eine Verriegelungsstellung bzw. von der letzteren in die Lösestellung überführt werden kann. So könnte das Magazin z. B. eine erste Verzahnung, etwa in Form einer Zahnstange, besitzen, mit der eine an der Kupplungsvorrichtung vorge­ sehene zweite Verzahnung, beispielsweise ein Ritzel, durch eine entsprechende Bewegung des Roboters in Eingriff ge­ bracht und durch eine weitere Bewegung des Roboters be­ tätigt wird, um den gegen das Werkzeug angelegten Roboter­ arm am Werkzeug zu verriegeln. Viel einfacher und in der Betätigung problemloser sind aber Ausführungsformen, bei denen am Magazin eine Kurve zum Bewegen des erwähnten Betätigungselements vorgesehen ist, so daß sich die Kupplungsvorrichtung durch die am Magazin vorgesehene Kurve betätigen läßt, denn dann kann man das Betätigungs­ element auch als Hebel ausbilden, der bei einer Relativ­ bewegung von Roboter und Magazin durch diese Kurve ver­ schwenkt wird und so ein Werkzeug am Roboter verriegelt oder diese Verriegelung löst.

Die Kupplungsvorrichtung zum Verbinden eines Werkzeugs mit dem Roboter kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Besonders einfach, daher billig und betriebssicher ist eine Ausführungsform, bei der die Kupplungsteile am Roboter bzw. am Werkzeug einen in Richtung der ersten Bewegungsachse ausgerichteten Drehzapfen mit einem Dreh­ riegel und am Werkzeug bzw. am Roboter eine unrunde Öffnung zum Einführen und Verriegeln des Drehriegels auf­ weisen, d. h. also insbesondere einen Bajonettverschluß- ähnlichen Mechanismus, mit dem sich eine formschlüssige Ankopplung eines Werkzeugs an einen Roboterarm leicht bewerkstelligen läßt. Der Drehzapfen kann dann insbe­ sondere mit dem oben erwähnten Hebel gedreht werden, um die Verriegelung herbeizuführen oder zu lösen.

Die Erfindung ermöglicht es auch ohne weiteres, ein Werkzeug zusätzlich kraftschlüssig an den Roboter anzu­ koppeln, weshalb bei einer bevorzugten Ausführungsform durch die Kupplungsteile zwischen Werkzeug und Roboter eine in Kuppelrichtung wirksame Spannkraft erzeugbar ist. Bei einer Konstruktion mit Drehriegel und entsprechender unrunder Öffnung kann am Drehriegel und/oder an der für diesen vor­ gesehenen Öffnung eine Kurve mit einer in Kuppelrichtung verlaufenden Steigung vorgesehen sein, wie dies bei einem Bajonettverschluß der Fall ist, bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugwechsel­ einrichtung ist jedoch am Drehzapfen bzw. an dem diesen lagernden Teil eine insbesondere als Gewinde ausgebildete Kurve mit einer in Kuppelrichtung verlaufenden Steigung vorgesehen. In jedem dieser Fälle empfiehlt es sich, die für den Drehriegel vorgesehene Öffnung in einem in Kuppel­ richtung federnd nachgiebigen Bereich des Werkzeugs bzw. des Roboterarms anzuordnen, um so einen Federkraft­ speicher für die kraftschlüssige Ankoppelung vorzusehen.

Besonders zu empfehlen ist es, am Magazin für jedes Werk­ zeug eine in Richtung der zweiten Bewegungsachse des Roboters verlaufende Führung vorzusehen, so daß ein Werkzeug in besonders einfacher Weise in das Magazin eingesetzt bzw. diesem entnommen werden kann. Dabei wird man zweckmäßigerweise so vorgehen, daß man die Führung in vertikaler Richtung verlaufen läßt und für das Werk­ zeug einen Anschlag vorsieht, so daß man dieses von oben in das Magazin einsetzt und es dort ohne weitere Maßnahmen sicher gehalten wird.

Vor allem an für Werkzeugmaschinen vorgesehene Werkzeug­ wechseleinrichtungen ist die Forderung nach einer mit großer Genauigkeit reproduzierbaren Kopplung zwischen Werkzeug und Roboter zu stellen. Deshalb weisen die Kupplungsteile einer bevorzugten Ausführungsform der er­ findunsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung am Roboter und am Werkzeug in Richtung der ersten Bewegungsachse orientierte Zentrierdorne sowie Zentrieröffnungen auf.

Weitere Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Er­ findung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Im folgenden sollen zwei besonders vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselein­ richtung anhand der Zeichnung näher erläu­ tert werden; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Anlage mit einer Drehmaschine und einem Portalroboter, welcher Bestandteil einer er­ findungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung zum Auswechseln von Werkstückgreifern am Portal­ roboter ist, die außerdem ein Magazin für diese Wechselgreifer umfaßt;

Fig. 2 eine Seitenansicht des unteren Teils des in Fig. 1 gezeigten Roboterarms, eines Teils des Magazins und eines in dieses eingesetzten Werkzeugs in Form eines Wechselgreifers für Wellenteile, wobei der Roboterarm mit diesem Wechselgreifer noch nicht gekuppelt ist;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Magazin, in das links ein Wechselgreifer für Wellenteile und rechts ein Wechselgreifer für Futterteile eingesetzt ist;

Fig. 4 eine Frontansicht eines Magazinteils ohne Wechselgreifer sowie des unteren Teils des Roboterarms, gesehen in Richtung des Pfeils A aus Fig. 2, wobei der Roboterarm in zwei Stellungen dargestellt wurde, nämlich in einer oberen Stellung oberhalb des Magazins mit in einer Verriegelungs- oder Schließstellung befindlichen Hebeln der Kupplungsvorrichtung, sowie in einer unteren Stellung, in der diese Hebel durch das Magazin in ihre Löse- oder Offenstellung geschwenkt wurden;

Fig. 5 eine Rückseitenansicht eines Wechselgreifers, gesehen in Richtung des Pfeils B aus Fig. 2, wobei das Magazin jedoch weggelassen wurde;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den unteren Teil des Roboter­ arms, einen Teil des Magazins und einen Teil eines in dieses eingesetzten Wechselgreifers, gesehen in Richtung des Pfeiles C aus Fig. 2;

Fig. 7 eine Seitenansicht des unteren Teils des Roboterarms mit einem an diesem verriegelten Wechselgreifer, der jedoch gleichfalls nur teilweise dargestellt wurde, und

Fig. 8 eine einem Ausschnitt der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung.

Nachdem die Erfindung im folgenden in Verbindung mit einer Drehmaschine und mit Werkzeugen zum Handhaben von Werkstücken erläutert wird, werden die in diesem Zu­ sammenhang branchenüblich gewordenen Bezeichnungen ver­ wendet weren, nämlich Greiferarm für den Roboterarm und Wechselgreifer für die auswechselbaren Greifwerkzeuge.

Die Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete und nur schematisch angedeutete Drehmaschine, welche von einem Portalroboter 12 überfangen wird und neben welcher sich ein Gestell 14 für zwei Werkstück-Paletten 16 und 18 befindet.

Der Portalroboter besitzt in bekannter Weise einen Längs­ schlitten 20 und einen Querschlitten 22, und an letzterem ist ein anheb- und absenkbarer Greiferarm 24 angebracht. Die Bewegungsachsen von Längs­ schlitten, Querschlitten und Greiferarm sind in Fig. 1 durch Doppelpfeile angedeutet. An seinem unteren Ende trägt der Greiferarm 24 einen Wechselgreifer 26 A für Futterteile, während in einem am Gestell des Portalroboters 12 be­ festigten Wechselgreifer-Magazin 28 ein Wechselgreifer 26 B für Wellenteile abgelegt ist. Die Erfindung ermöglicht es nun, den Greiferarm 24 auf einfache Weise mit einem Wechsel­ greifer für Wellenteile oder einem Wechselgreifer für Futterteile zu bestücken und auf einen anderen Wechselgreifer umzurüsten.

Wie sich aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, besteht das Wechselgreifer-Magazin 28 im wesentlichen aus einem Querträger 30 und zwei aus jeweils zwei Führungssäulen 32 aufgebauten Kassetten, wobei diese Führungssäulen auf dem Querträger befestigt sind und dieser an am Gestell des Portalroboters aufgehängten Streben 34 befestigt ist. Die beiden zu einer Kassette gehörenden Führungssäulen 32 besitzen auf den einander zugewandten Seiten jeweils eine Führungsnut 36, in die sich ein Wechselgreifer 26 A bzw. 26 B mit seitlichen Führungsrippen 38 von oben her ein­ schieben läßt. An ihren Rückseiten besitzen die Führungs­ säulen 32 Steuerkurven in Form von nach hinten offenen Be­ tätigungsnuten 40, deren Ausbildung später im einzelnen noch erläutert werden wird und die der Betätigung einer Kupplungsvorrichtung zwischen Greiferarm und Wechselgreifer dienen.

Der Wechselgreifer 26 A besitzt einen Greiferkörper 42 mit einer Flanschplatte 44 sowie an seiner Ober- und seiner nicht dargestellten Unterseite jeweils drei Spannfinger 46, welche sich auf ein Zentrum 48 zu bewegen und von diesem entfernen lassen, um ein strichpunktiert angedeutetes Futterteil 50 spannen und freigeben zu können. Wie die Spannfinger bewegt und betätigt werden, ist Stand der Technik und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, so daß die erforderlichen Antriebs- und Getriebemittel nicht dargestellt worden sind. Auch der Wechselgreifer 26 B für Wellenteile besitzt einen Greiferkörper 42′ mit einer Flanschplatte 44′ und, wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, an seiner Ober- und Unterseite jeweils zwei Paare von Spannfingern 46′, mit denen sich oben und unten je­ weils ein strichpunktiert angedeutetes Wellenteil 50′ spannen und freigeben läßt, indem die Spannfinger eines Paares aufeinander zu bzw. auseinander bewegt werden. Auch die Betätigung der Spannfinger 46′ erfolgt in kon­ ventioneller Weise, weshalb die Antriebs- und Getriebe­ mittel nicht dargestellt worden sind.

Wie sich insbesondere deutlich den Fig. 2 und 4 entnehmen läßt, besitzt der Greiferarm 24 einen Greiferarmkopf 54, welcher um eine horizontale Achse drehbar am Greiferarm angebracht ist. Auch der Greiferarmkopf hat eine Flanschplatte 56, welche mehrere Zentrierzapfen 58 trägt und in der zwei Betätigungshebel 60 drehbar gelagert sind, deren Schwenkachsen von an ihren vorderen Stirnseiten mit Bajonettverschluß-ähnlichen Drehriegeln 62 versehenen Drehzapfen 64 definiert werden, deren jeder mit dem zuge­ hörigen Betätigungshebel fest verbunden und in der Flansch­ platte 56 drehbar gelagert ist. Jeder Betätigungshebel trägt an seinem freien Ende einen Bolzen 66 zum Einfahren in eine der zuvor erwähnten Betätigungsnuten 40. Schließlich sitzen in der vorderen Stirnseite der Flanschplatte 56 die ver­ zahnten Stirnenden zweier Antriebswellenstummel 68, deren einer dem Antrieb der oberen und deren anderer dem Antrieb der unteren Spannfinger 46 bzw. 46′ des jeweils an den Greiferarm angekuppelten Wechselgreifers dient.

Die Fig. 4 zeigt die Form der Betätigungsnuten 40, die ungefähr viertelkreisförmig ausgebildet sind und oben einen trichterförmig auslaufenden und vertikal orientierten Einführbereich 40′ haben. Wie später noch zu erläutern sein wird, zeigt die Fig. 4 oben den Greiferarmkopf 54 mit ihre Verriegelungsstellung einnehmenden Betätigungs­ hebeln 60. Wird der Greiferarmkopf 54 nun aus der in Fig. 4 oben gezeigten Stellung in Richtung des Pfeils D abgesenkt, so werden die Bolzen 66 der Betätigungshebel 60 in die Be­ tätigungsnuten 40 der beiden Führungssäulen 32 der be­ treffenden Kassette des Magazins 28 eingefahren, und beim weiteren Absenken des Greiferarmkopfs 54 erfolgt dann infolge der bogenförmigen Gestalt der Betätigungsnuten 40 ein Ver­ schwenken der beiden Betätigungshebel 60 nach oben in die im unteren Teil der Fig. 4 gestrichelt dargestellte Löse­ stellung, in der sich ein Wechselgreifer auf den Greifer­ armkopf 54 aufschieben bzw. von diesem abnehmen läßt.

Erfindungsgemäß wird bei der bevorzugten Ausführungsform für die beiden Betätigungshebel 60 eine Federrast 70 vor­ gesehen, durch die die Betätigungshebel zumindest in ihrer nach oben geschwenkten Stellung, d. h. in der Lösestellung, gehalten werden können, wenn der Greiferarmkopf 54 bei ge­ löster Kupplungsvorrichtung bewegt wird, z. B. auf dem Weg von einem im Magazin 28 abgesetzten Wechselgreifer zu einem an den Greiferarmkopf anzukuppelnden Wechselgreifer. Diese Federrast besteht bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel aus einer Druckfeder 70 a, einer Kugel 70 b und einer mulden­ förmigen Ausnehmung 70 c am jeweiligen Betätigungshebel 60, wobei die Druckfeder 70 a in der Flanschplatte 56 b fixiert und die Kugel 70 b in einer nicht dargestellten, in der Flanschplatte vorgesehenen Bohrung, die auch die Druck­ feder aufnimmt, so verschiebbar geführt ist, daß sie von der Druckfeder 70 a gegen den Rand des betreffenden Betätigungshebels 60 gedrückt wird. Selbstverständlich könnte im Betätigungshebel 60 auch eine zweite, der Verriegelungsstellung des Betätigungshebels zugeordnete Ausnehmung vorgesehen sein.

Die in Fig. 5 gezeigte Rückseitenansicht der Flansch­ platte 44 bzw. 44′ eines Wechselgreifers besitzt mehrere Zentrierbuchsen 72 für den Eingriff jeweils eines der Zentrierzapfen 58 sowie zwei Bajonettverschluß-ähnlich ausgebildete Riegelöffnungen 74 zum Durchschieben jeweils eines Drehriegels 62 in der in Fig. 4 unten gezeigten Lösestellung der Betätigungshebel 60; liegen die beiden Flanschplatten 56 und 44 bzw. 44′ gegeneinander an, hinter­ greifen die Drehriegel 62 die Flanschplatte 44 bzw. 44′ und verriegeln so den betreffenden Wechselgreifer am Greiferarmkopf 54, nachdem die Betätigungshebel 60 in ihre untere Verriegelungsstellung geschwenkt worden sind. In der Flanschplatte 44 bzw. 44′ enden ferner an ihren Stirnenden mit Verzahnungen versehene Antriebswellen­ stummel 76, deren Verzahnungen in die Verzahnungen der Antriebswellenstummel 68 eingreifen, wenn der betreffende Wechselgreifer am Greiferarmkopf 54 verriegelt ist. Die Antriebswellenstummel 76 stehen über nicht dargestellte Getriebemittel mit den Spannfingern 46 bzw. 46′ in An­ triebsverbindung.

Wie die Fig. 6 und 7 erkennen lassen, sind bei der bevorzugten Ausführungsform Mittel vorgesehen, um einen Wechselgreifer nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig an den Greiferarm 54 anzukoppeln. Zu diesem Zweck ist jeder der Drehzapfen 64 mit einem Außengewinde 64 a versehen, welches in ein Innengewinde 80 a einer Gewinde­ buchse 80 eingreift, die in einer Bohrung 82 der Flansch­ platte 56 in axialer Richtung unverschiebbar gehalten ist. Vorteilhafterweise läßt sich die Gewindebuchse 80 in der Bohrung 82 verdrehen und durch nicht dargestellte Mittel dann gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen sichern. Die Gewinde 64 a und 80 a der beiden Drehzapfen 64 und der beiden Gewindebuchsen 80 weisen entgegengesetzte Steigungsrichtungen auf, und zwar derart, daß die Drehriegel 62 beim Ver­ schwenken der Betätigungshebel 60 von der oberen Löse­ stellung in die untere Verriegelungsstellung etwas zurück­ gezogen werden, d. h. sich gemäß Fig. 6 etwas nach oben bewegen, damit sie bei am Greiferarmkopf verriegeltem Wechselgreifer unter axialer Spannung gegen Federstege 86 anliegen, die bei der in den Fig. 6 und 7 gezeigten be­ vorzugten Ausführungsform die Führungsrippen 38 bilden und in denen die Riegelöffnungen 74 vorgesehen sind. Der Be­ festigung der Federstege 86 an der Flanschplatte 44 bzw. 44′ dienen in Fig. 7 gezeigte Befestigungsschrauben 88, und wie sich gleichfalls der Fig. 7 entnehmen läßt, ist die Flanschplatte 44 bzw. 44′ so ausgebildet, daß sich ein mittlerer, die Riegelöffnung 74 aufnehmender Bereich der Federstege 86 um den Weg "f" auslenken läßt, um die Spann­ kräfte beim Verriegeln eines Wechselgreifers am Greiferarm­ kopf zu begrenzen, was ein besonderer Vorteil der darge­ stellten Ausführungsform ist. Die Spannkraft läßt sich dabei mit Vorteil durch Verdrehen und Fixieren der Gewinde­ buchsen 80 vorbestimmen.

Da sich die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform von der­ jenigen nach den Fig. 2 bis 7 im wesentlichen nur da­ durch unterscheidet, daß die Betätigungshebel nicht am Greiferarmkopf, sondern am Wechselgreifer vorgesehen sind, wurden in Fig. 8 dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 2 bis 7 verwendet, so daß es keiner näheren Er­ läuterung der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform bedarf. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sich die Betätigungshebel 60 in ihrer Lösestellung nicht be­ wegen können, da sie zusammen mit dem vom Greiferarmkopf gelösten Wechselgreifer in der betreffenden Kassette des Magazins 28 sitzen und durch die Betätigungsnuten 40 gegen ein unbeabsichtigtes Verschwenken gesichert werden. Andererseits benötigt man bei der Ausführunsform nach Fig. 8 mehr Platz für die Wechselgreifer sowie mehr Betätigungshebel als bei der ersten Ausführungsform, da nun die Wechselgreifer mit Betätigungshebeln ausge­ rüstet sind, während bei der ersten Ausführungsform nur der Greiferarm mindestens einen Betätigungshebel aufweisen muß.

Claims (16)

1. Werkzeugwechseleinrichtung für einen Industrie- Roboter mit einem Roboter-seitigen und einem Werkzeug-seitigen Kupplungsteil, die beide die erforderlichen Verbindungseinrichtungen für Zentrierung, Verriegelung und Versorgung tragen, und mit einem Magazin, das Steuervorrichtungen auf­ weist, aufgrund derer bei Relativbewegung zwischen der Werkzeugwechseleinrichtung und dem Magazin die Ver- bzw. Entriegelung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ vorrichtungen an einem der beiden relativ zuein­ ander bewegbaren Teile (24, 28) vorgesehene Anschlag­ flächen (40) sind, gegen die am anderen bewegbaren Teil (24) vorgesehene bewegliche Betätigungs­ elemente (60) anfahrbar sind und bei der Relativ­ bewegung zwischen Werkzeugwechseleinrichtung (24) und Magazin (28) bewegt werden und dabei allein mechanisch die Ver- bzw. Entriegelung bewirken.

2. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeug (26 A bzw. 26 B) und Roboter (24) durch zwei zueinander senkrechte Bewegungen des letzteren längs zweier Bewegungs­ achsen des Roboters kuppel- und miteinander ver­ riegelbar sind.

3. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungs­ teile (60, 62, 64, 74) mindestens ein Betätigungs­ element (60, 66) aufweisen, welches mit dem Magazin (28) in Eingriff bringbar sowie durch eine Relativ­ bewegung zwischen Roboter (24) und Magazin (28) von einer Löse- in eine Verriegelungsstellung bzw. von der letzteren in die Lösestellung überführbar ist.

4. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Magazin (28) eine Kurve (40) zum Bewegen des Betätigungselements (60, 66) vorge­ sehen ist.

5. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (60, 66) als Hebel ausgebildet ist.

6. Werkzeugwechseleinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve (40) als in Richtung einer ersten Bewegungsachse offene Nut ausgebildet ist, deren einer Endbereich einen in Rich­ tung der zweiten Bewegungsachse verlaufenden Ein­ führungsbereich (40′) bildet.

7. Werkzeugwechseleinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (60) einen in die Nut (40) einführbaren Zapfen (66) trägt.

8. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsteile (44, 54) am Roboter (24) bzw. am Werkzeug (26 A, 26 B) einen in Richtung der ersten Bewegungsachse ausgerichteten Drehzapfen (64) mit einem Drehriegel (62) und am Werkzeug bzw. am Roboter eine unrunde Öffnung (74) zum Einführen und Ver­ riegeln des Drehriegels aufweisen.

9. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kupplungsteile (44, 54) zwischen Werkzeug (26 A, 26 B) und Roboter (24) eine in Kuppel­ richtung wirksame Spannkraft erzeugbar ist.

10. Werkzeugwechseleinrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehriegel und/oder an der für diesen vorgesehenen Öffnung eine Kurve mit einer in Kuppelrichtung verlaufenden Steigung vorgesehen ist.

11. Werkzeugwechseleinrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehzapfen (64) bzw. an dem diesen lagernden Teil (80) eine insbesondere als Gewinde (64 a bzw. 80 a) ausgebildete Kurve mit einer in Kuppelrichtung verlaufenden Steigung vorgesehen ist.

12. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Dreh­ riegel (62) vorgesehene Öffnung (74) in einem in Kuppelrichtung federnd nachgiebigen Bereich (86) des Werkzeugs (26 A, 26 B) bzw. des Roboters (24) angeordnet ist.

13. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (28) für jedes Werkzeug (26 A, 26 B) eine in Richtung der zweiten Bewegungsachse des Roboters (24) verlaufende Führung (36) aufweist.

14. Werkzeugwechseleinrichtung nach den Ansprüchen 6 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (36) einen diese in einer Richtung der zweiten Bewegungsachse begrenzenden Anschlag (30) für das Werkzeug (26 A, 26 B) aufweist und der Einführbereich (40′) der Nut (40) die letztere in der entgegen­ gesetzten Richtung beendet.

15. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsteile (44, 54) am Roboter (24) und am Werkzeug (26 A, 26 B) in Richtung der ersten Bewegungs­ achse orientierte Zentrierdorne (58) sowie Zentrier­ öffnungen (72) aufweisen.

16. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsteile (44, 54) am Roboter (24) und am Werkzeug (26 A, 26 B) in Richtung der ersten Bewegungs­ achse miteinander kuppelbare Antriebselemente (68, 76) für Greifelemente (46 bzw. 46′) des Werkzeugs aufweisen.