DE3636691A1 - Greiferkupplung fuer einen roboter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung zum Befestigen eines Greifers an einem Roboter zum Handhaben von Teilen.

Es ist üblich, den Roboter und den Greifer mit Befestigungs­ flanschen zu versehen, die miteinander verschraubt werden. Um einen sicheren Halt zu gewährleisten müssen mindestens drei Schrauben vorgesehen werden, was einen schnellen Greiferwech­ sel behindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Befesti­ gung und einen schnellen Greiferwechsel zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Zum Herstellen und Lösen der Verbindung muß jetzt nur noch ein Spannelement betätigt werden, das zudem gut zugänglich ist. Die Spannschelle umgreift die beiden Stirnseiten an ihrem Außenrand und großflächig. Dadurch ist eine hohe Haltekraft insbesondere gegen Kippmomente möglich. Die Spannschultern können z.B. in einfacher Weise durch eingedrehte Nuten erzeugt werden. Die Nu­ ten können so tief eingedreht werden, daß die Spannschelle aus der Mantelfläche des Greifers nicht oder nur wenig hervorsteht. Dies ermöglicht eine schlanke Bauweise, die die Einsatzmöglich­ keit des Greifers vergrößert, ohne daß der tangentiale Zugang zum Spannelement beeinträchtigt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprü­ chen 2 bis 15 gekennzeichnet:

Die Zwischenplatte nach Anspruch 2 kann z.B. mittels Schrauben am Roboter oder Greifer befestigt werden. Dazu werden die Befe­ stigungsbohrungen einander angepaßt. Auf diese Weise ist es möglich, Roboter und Greifer mit unterschiedlich gestalteten Stirnflächen miteinander zu kombinieren.

Bei genügender Flexibilität der Spannschelle kann diese ein­ stückig hergestellt werden. Durch die Weiterbildung nach An­ spruch 3 ist es möglich, eine stabile Spannschelle mit hoher Spannkraft zu verwenden, die eine hinreichende Nachgiebigkeit zum Öffnen und Schließen der Verbindung aufweist.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 ermöglicht eine einstückige Spannschelle mit hoher Spannkraft und einer erhöhten Nachgie­ bigkeit.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 ist es möglich, die beiden zu verbindenden Stirnseiten zunächst aneinander zu set­ zen und dann die Spannschelle von außen her anzulegen, was den Greiferwechsel erleichtert.

Die Verbindungslasche nach Anspruch 6 ermöglicht eine einfache konstruktive Gestaltung des Scharniergelenkes bei hohem Bedie­ nungskomfort.

Die Weiterbildung nach Anspruch 7 stellt eine besonders kosten­ günstige Lösung dar. Sie wird dadurch begünstigt, daß die bei­ den Teilringe in axialer Richtung an den Spannschultern zen­ triert werden.

Das klammerartige Verbindungsstück nach den Ansprüchen 8 und 9 ermöglicht eine einfache und stabile Verbindung der beiden Teilringe. Die Teilringe überdecken das von innen her angesetz­ te Verbindungsstück, so daß dieses besonders sicher gehalten ist.

Die Weiterbildung nach Anspruch 10 ermöglicht eine besonders einfache Handhabung des Spannelementes.

Das Spannelement nach Anspruch 11 ermöglich einen Überlastungs­ schutz beim Auftreten zu hoher Kippmomente oder Zugkräfte auf die Kupplung. Durch die Nachgiebigkeit können sich die Teilrin­ ge aufgrund der Trapezform der Innennut auseinanderspreizen.

Dies ermöglicht eine begrenzte Nachgiebigkeit und darüber hin­ aus eine völlige Trennung der Verbindung. Dabei stellt die Fe­ derklammer nach Anspruch 12 ein besonders einfaches Spannele­ ment dar.

Durch die Spannschrauben nach Anspruch 13 können die Teilringe in einfacher Weise besonders stark verspannt werden, was eine besonders feste und sichere Verbindung ermöglicht.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 14 kann die Spannschelle am Roboter oder Greifer unverlierbar gehalten werden, was die Handhabung erleichtert.

Der Fixierstift nach Anspruch 15 definiert die Winkellage des Greifers am Roboterarm.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines mittels einer Spannschelle an einem Roboterarm befestigten Greifers,

Fig. 2 einen Greifer ähnlich Fig. 1 mit Zwischenplatten,

Fig. 3 zwei Teilringe einer Spannschelle mit einem klammerar­ tigen Verbindungsstück,

Fig. 4 Teilringe einer anderen Verbindungsschelle, die sich wechselseitig hintergreifen,

Fig. 5 Teilringe einer weiteren Verbindungsschelle die sich widerhakenartig hintergreifen,

Fig. 6 zwei Teilringe einer Spannschelle, die scharnierartig miteinander verbunden sind,

Fig. 7 zwei Teilringe einer Spannschelle, die mittels einer Spannschraube zusammendrückbar sind.

Nach Fig. 1 ist an die Stirnseite des freien Endes eines Robo­ terarmes 1 ein Greifer 2 angesetzt und mittels einer Spannschel­ le 3 gegen die Stirnseite gedrückt. Der Roboterarm 1 und der Greifer 2 sind in der Nähe ihrer Stirnseiten mit umlaufenden im Querschnitt prismenförmigen Nuten 4 versehen. Diese weisen an der der Stirnseite abgewandten Flanke eine sich von der Stirn­ seite weg verjüngende kegelartige Mantelfläche 5 auf, an der die Spannschelle 3 mit ihrer im Querschnitt trapezförmigen In­ nennut 6 anliegt. Durch ein Spannelement kann auf die Spann­ schelle 3 ein radialer Druck ausgeübt werden, durch den die beiden Stirnseiten fest gegeneinander gedrückt werden. Der Greifer 2 ist mit einem Zentrierzapfen 7 versehen, der in eine entsprechende Zentrierbohrung 8 eingreift. Ferner ist zwischen dem Roboterarm 1 und dem Greifer 2 ein axial stehender Fixier­ stift 9 angeordnet, der die gegenseitige Winkelstellung sichert.

Nach Fig. 2 sind an den beiden Stirnseiten des Greifers 2 und des Roboterarms 1 Zwischenplatten 10 befestigt, die die kegel­ förmigen Mantelflächen 5 aufweisen. Durch die Zwischenplatten 10 ist es möglich, bereits vorhandene Flanschkupplungen durch die Schellenkupplung zu ersetzen. Außerdem ermöglichen sie die Anpassung an unterschiedliche Roboterarme oder Greifer. Die Spannschelle 6 kann z.B. aus zwei mittels eines Scharniers ver­ bundenen Teilringen bestehen, die auf der dem Scharnier gegen­ überliegenden Seite mittels einer Schraube gegeneinander ge­ spannt werden.

Fig. 3 zeigt eine scharnierähnliche Verbindung zweier Teil­ ringe 11 der Spannschelle 3. Die beiden Teilringe 11 weisen an den einander zugewandten Enden Ausnehmungen 12 auf, in die ein klammerartiges Verbindungsstück 13 von innen her eingreift. Die Ausnehmungen 12 sind dabei so breit gehalten, daß die beiden Teilringe 11 gegeneinander schwenkbar sind. Durch das Einsetzen des Verbindungsstückes 13 von innen wird dieses in seiner Lage gesichert.

Nach Fig. 4 sind die beiden Teilringe 11 mit sich wechselseitig hintergreifenden hakenartigen axialen Vorsprüngen 14 und ent­ sprechenden Ausnehmungen versehen. Da die Spannschelle 3 mit ihrer Innennut 6 an an den beiden kegelförmigen Mantelflächen des Greifers und des Roboterarms fixiert ist, können die beiden Teilringe 11 in axialer Richtung nicht ausweichen, so daß sie sich sicher hintergreifen.

Eine ähnliche Verbindung ist in Fig. 5 dargestellt, mit dem Un­ terschied, daß sich hier die Vorsprünge in Form von Widerhaken 15 in radialer Richtung erstrecken.

Nach Fig. 6 sind die beiden Teilringe 11 durch eine Verbindungs­ lasche 16 in der Art eines Doppelscharniers miteinander verbun­ den, wobei die Verbindungslasche 16 mit ihren Enden zwischen die gabelförmigen Enden der Teilringe 11 ragt. Die Teile sind durch Zylinderstifte 17 schwenkbar miteinander verbunden.

Nach Fig. 7 ist das Spannelement für die Spannschelle 3 als tangentiale Spannschraube 18 angesetzt. Die beiden Teilringe 11 weisen radiale Vorsprünge 19 auf, an denen die Spannschrau­ be 18 angreift.

Claims (15)

1. Kupplung zum Befestigen eines Greifers (2) an einem Roboter zum Handhaben von Teilen, wobei der Roboter und der Greifer (2) flanschartig gegeneinander verspannbare Stirnflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter und der Greifer (2) in der Nähe ihrer Stirnflächen von diesen abgewandte und parallel zu diesen ringartig umlaufende äußere Spannschultern aufweisen, von denen zumindest eine mit einer sich von der Stirnseite weg verjüngenden kegelartigen Mantelflä­ che (5) versehen ist, daß eine die beiden Spannschultern umgrei­ fende ein- oder mehrteilige Spannschelle (3) vorgesehen ist, die mit einer den Spannschultern angepaßten, im Querschnitt pris­ menförmigen Innennut (6) versehen ist und daß die Spannschelle (3) mit zumindest einem tangential wirkenden Spannelement (z.B. 18) versehen ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Stirnseite des Greifers (2) und/ oder des Roboters eine Zwischenplatte (10) befestigt ist, die die Spannschulter aufweist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannschelle (3) aus zumin­ dest zwei Teilringen (11) besteht, die im eingebauten Zustand gelenkartig miteinander verbunden sind.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilringe über einen dünnen biegsa­ men Verbindungssteg einstückig miteinander verbunden sind.

5. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilringe (11) scharnierartig mit­ einander verbunden sind.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilringe (11) mittels einer Verbin­ dungslasche (16) und zwei Zylinderstiften (17) in der Art eines Doppelscharniers miteinander verbunden sind.

7. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Teilringe (11) hakenartig um­ greifen.

8. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilringe (11) mittels eines klammer­ artigen Verbindungsstückes (13) zusammengehalten sind.

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verbindungsstück (13) in Ausnehmun­ gen (12) der beiden Teilringe (11) von innen her eingreift.

10. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spannelement als Kniehebelspanner ausgebildet ist.

11. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spannelement tangential federnd nachgiebig ausgebildet ist.

12. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spannelement als Federklammer ausgebildet ist.

13. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spannelement als Spannschraube (18) ausgebildet ist, die an radialen Vor­ sprüngen (19) der Teilringe (11) angreift.

14. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Roboter oder der Greifer mit einem Halter versehen ist, an dem die Spann­ schelle locker und in der Spannebene begrenzt verschiebbar ge­ halten ist.

15. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Greifer (2) und dem Roboterarm (1) zumindest ein Fixierstift exzentrisch eingesetzt ist.