DE3640973A1

DE3640973A1 - Lagerung fuer einen greifer eines industrieroboters

Info

Publication number: DE3640973A1
Application number: DE19863640973
Authority: DE
Inventors: Klaus Klemens Dipl Ing Nerger
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1988-06-16
Also published as: US4872718A; JPH0435316B2; IT8721856A0; SE8704769D0; JPS63144990A; SE8704769L; FR2607422A1; GB2198111A; IT1222628B; DE3640973C2; GB2198111B; FR2607422B1; GB8726491D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für einen Greifer eines Industriero boters, der am Ende seines Arbeitsarms auf Abstand zueinander gehaltene Platten für die Lagerung einer Greifer-Anschlußplatte hat, die mit einem Ansatz für den Greifer durch die dem Greifer zugewandte Platte ragt.

Eine Lagerung ähnlicher Art ist durch die DE-OS 34 45 849 bekannt und Teil eines pneumatischen Greifers. Diese Lagerung ermöglicht dem Greifer nach dem Aufsetzen auf einen Gegenstand, sich einer geneigten Lage (Fehllage) des Gegenstandes anzupassen, und erst dabei wird dem Greifer auch ermög licht, sich gegenüber dem Roboterarm seitlich zu versetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lagerung der genannten Art so be weglich zu gestalten, daß diese aus einer genau definierten Ausgangslage heraus auch alleine durch die Greifkraft des anmontierten Greifers in alle Richtungen auslenkbar ist, wobei die Greifer-Anschlußplatte nach jeder Auslenkung selbttätig immer wieder in diese Ausgangslage gelangt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine der Platten als Feder platte von Federn gegen einen Anschlag gehalten wird, wobei sich die Federn auf der anderen, ein Widerlager für den Anschlag bildenden Festplatte abstützen, und daß an der Federplatte auf der Seite der Festplatte die von Federn gegen Anschläge drückbare Anschlußscheibe für den Greifer oder dergleichen gehalten ist. Diese doppelte, fe dernde Aufhängung zweier Platten zueinander (Federplatte zu Fest platte und Anschlußscheibe zu Federplatte) ermöglicht ein gleichmäßi ges oder verkantendes Nachgeben der Anschlußscheibe gegenüber der Festplatte in allen Richtungen. Diese schwimmende Lagerung dient auch als Puffer beim Ablegen des Fördergutes und bietet einen Schutz der Einrichtung bei etwaigen Kollisionen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Anschläge und Wi derlager Muttern und Zentrierkegel von Kegelstiften, auf denen die Federn zwischen der Federplatte und der Festplatte bzw. der Anschluß scheibe geführt sind, die Bohrungen für die Kegelstifte und den Zen trierkegeln angepaßte Einsenkungen haben. Zum Variieren der Vorspan nung der Federn können zwischen diese und den Scheiben eine oder mehrere Unterlegscheiben angeordnet sein, oder die Kegelstifte können mit Gewinde nachstellbar in der Federplatte angeordnet sein. Die Kegelstifte können in Paßbohrungen der Federplatte geführt und mit Muttern und Durchmesserabsätzen axial fixiert sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Festplatte eine Aus nehmung für die Aufnahme der Ansatzscheibe, zwischen deren Rand und der Ausnehmung ein Bewegungsspalt vorhanden ist. Dieser Bewegungs spalt ermöglicht das seitliche Ausweichen der Anschlußplatte gegen über dem Ende des Arbeitsarmes. Um dies zu ermöglichen, sind die Bohrungen in der Festplatte und der Anschlußscheibe größer als der Durchmesser der Kegelstifte.

Zum Begrenzen der Bewegungen der Teile zueinander können an der Fe derplatte zur Festplatte und der Ansatzscheibe gerichtete Anschlag schrauben vorhanden sein, denen mindestens ein Näherungsinitiator zugeordnet sein kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und im folgenden erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Lagerung entsprechend der Linie I-I aus Fig. 2,

Fig. 2 eine Unteransicht von Fig. 1, zum Teil im Schnitt,

Fig. 3 + 4 Ausschnitte aus Fig. 1 in größerem Maßstab.

Am Ende eines Roboterarms 1 ist eine Festplatte 2 mittels Schrauben 3 befestigt. Die Festplatte 2 hat eine außergewöhnliche, in Fig. 2 er kennbare, mehreckförmige, zentrale Ausnehmung 2 c. Darin ist unter Belassung eines Bewegungsspaltes X eine Anschlußscheibe 4 für einen Greifer 5 angeordnet. Die Festplatte 2 und Anschlußscheibe 4 haben Bohrungen 2 a und 4 a mit kegeligen Einsenkungen 2 b und 4 b für Zen trierkegel 6 b von Kegelstiften 6 und 6.1. Der Durchmesser der Boh rungen 2 a und 4 a ist um das Maß 2 · x des Bewegungsspaltes größer als der Durchmesser der Kegelstifte 6, wie Fig. 4 zeigt. Dort ist auch eine Schraubabflachung 6 c am Gewindeende zum Halten des Kegelstiftes 6 beim Andrehen der Mutter 6 a zu erkennen.

Vier der Kegelstifte 6 führen, wie in Fig. 1 auf der linken Hälfte zu erkennen ist, durch Unterlegscheiben 7 und Schraubenfedern 8 zu einer Federplatte 9, wobei die Muttern 6 a der jeweils mit einem Durchmes serabsatz 6 d versehenen Kegelstifte 6 Endanschläge bilden. An dieser Federplatte 9 ist die Anschlußscheibe 4 mittels Kegelstiften 6.1 und Schraubenfedern 8 gehalten, wie Fig. 1 auf der rechten Hälfte zeigt. In Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Kegelstifte 6 und 6.1 abwechselnd auf einem Kreisbogen der Federplatte 9 angeordnet sind.

Die Federplatte 9 hat außer Paßbohrungen 9 a für die Aufnahme der Ke gelstifte 6 und 6.1 vier Gewindebohrungen 9 b für nachstellbare An schlagschrauben 10, deren Schraubenköpfe im Bereich des Bewegungs spaltes X liegen und damit die Bewegung der Federplatte 9 begrenzen. An der Federplatte 9 befestigte Näherungsinitiatoren 11 können der Steuerung des Roboters das Nachgeben der federnden Aufhängung ankün digen. Die Signale der Näherungsinitatoren können auch beim Arbeiten im Feingang oder zur Erkennung von Auslenkungen beim Eingreifen genutzt werden. Vom Arbeitsarm 1 führen nicht gezeichnete Druckmittelschläu che durch Bohrungen 9 d der Federplatte 9 und der Festplatte 2 sowie ebenfalls nicht gezeichnete elektrische Leitungen durch Leitungsboh rungen 9 c der Anschlußscheibe 4 zum Greifer 5. Die Anschlußscheibe 4 ist außerdem mit einer Zentralbohrung 4 c, z. B. als Durchblicköffnung, versehen.

Die nachgebende Lagerung kann in verschiedener Weise wirksam werden.

Wenn der Arbeitsarm 1, z. B. beim Einlegen des Fördergutes in eine Vorrichtung das Fördergut mit dem Greifer 5 gegen die Vorrichtung drückt, wird die Anschlußscheibe 4 angehoben und die Federn 8.1 zur Federplatte 9 hin zusammengedrückt. Dabei heben die kegeligen Ein senkungen 4 b in der Anschlußscheibe 4 vom Zentrierkegel 6 b.1 des Ke gelstiftes 6.1 ab, und ein seitlicher Versatz sowie das Einnehmen einer Schräglage des Greifers wird ermöglicht. Da der Kegelwinkel 90 Grad beträgt, ist der mögliche seitliche Versatz immer gleich dem Betrag, um den die Federn 8.1 zusammengedrückt werden. Die Auslenkung wird dabei durch die Bohrung 4 a nach allen Seiten um 4 mm vorgege ben, da die Bohrung um zwei mal dieses Maß größer ist als der Durch messer der Kegelstifte 6.1.

Wenn jedoch der Greifer 5 durch eine äußere Kraft in axialer Richtung vom Arbeitsarm 1 weggezogen wird, zieht die Anschlußscheibe 4 über die Kegelstifte 6.1 die Federplatte 9 zur Festplatte 2 hin, wobei die Federn 8 weiter gespannt werden und der Zentrierkegel 6 b des Kegel stiftes 6 aus der Einsenkung 2 b der Festplatte 2 heraustritt. Dabei entsteht ebenfalls eine seitliche Bewegungsfreiheit zwischen dem Ke gelstift 6 und der Bohrung 2 a um das Maß X wie im bereits beschrie benen Beispiel.

Außer den bereits beschriebenen Möglichkeiten des Greifers 5, gegen über dem Greiferarm 1 in axialer Richtung ausgelenkt zu werden, kann der Greifer 5 auch seitlich ausgelenkt werden, ohne daß er seinen Abstand in axialer Richtung zum Arbeitsarm verändert. Hierbei wird durch eine radiale am Greifer 5 angreifende Kraft, z. B. die Greifkraft des Greifers über die Anschlußscheibe 4 und die dahineinragenden Ke gelstifte 6 die gesamte Federplatte 9 mit allen Kegelstiften 6 und 6.1 verschoben sowie an die Anschlußscheibe 4 und die Festplatte 2 herangezogen. Dabei werden alle Federn 8 und 8.1 zusammengedrückt. Daher ist bei dieser Art der Verschiebung nicht nur eine höhere Ver schiebekraft erforderlich sondern auch der doppelte Verschiebeweg möglich, denn die Anschlußscheibe 4 wird gegenüber der Federplatte 9 und gleichzeitig auch die Federplatte 9 gegenüber der Festscheibe 2 versetzt. Bei doppeltem Verschiebeweg ist allerdings auch die dop pelte Verschiebekraft erforderlich. Zusätzlich kann der Greifer in dieser Lage der maximalen seitlichen Verschiebung, die durch die Breite des Bewegungsspaltes (max. 2 · X) begrenzt wird, aber auch axial in beiden Richtungen verschoben werden. Bei dem Ausführungs beispiel ist der Bewegungsspalt jedoch nur 1 · X (= 4 mm) breit, so daß nur die Hälfte der maximal möglichen Auslenkung genutzt wird.

Die tatsächliche Beanspruchung der federnden Lagerung beim prakti schen Einsatz des Industrieroboters ist eine Überlagerung der drei geschilderten Belastungsfälle. Bei jeder Art der Auslenkung des Greifers 5 muß jedoch, bedingt durch die Vorspannung der Federn 8 und 8.1 erst eine gewisse Auslösekraft überwunden werden. Die Vorspannung der Federn 8 und 8.1 und somit auch die Auslösekraft ist durch die Wahl der Federn 8 und 8.1 und die Unterlegscheiben 7 einstellbar. Die Vorspannkraft muß mindestens so groß gewählt werden, daß bei der Handhabung keine ungewollte Auslenkung durch die Gewichtskraft des Greifers und des Fördergutes erfolgt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Kegelstifte 6 und 6.1 auf einem Kreisbogen der Federplatte 9 angeordnet. Wenn es die räumlichen Verhältnisse und die Kraftverhältnisse zulassen, können die Kegelstifte 6.1 auf einem kleineren Radius angeordnet sein als die Kegelstifte 6, so daß die Innenkante der Festplatte 2 sowie die Außenkante der Anschlußscheibe 4 kreisrund sind. Es ist jedoch zu beachten, daß dann die Hebelverhältnisse beim Einleiten von Kippmo menten auf die Federn 8.1 anders sind als bei Anordnung der Kegel stifte 6 und Schraubenfedern 8 auf einem Radius.

Bezeichnungsliste 1 Arbeitsarm
2 Festplatte
2 a Bohrung
2 b Einsenkung
2 c Ausnehmung
3 Schraube
4 Anschlußscheibe
4 a Bohrung
4 a .1 Bohrung
4 b Einsenkung
4 b.1 Einsenkung
5 Greifer
6 Kegelstift
6 a Mutter
6 b Zentrierkegel
6 c Schraubabflachung
6 d Durchmesserabsatz
7 Unterlegscheibe
8 Feder
9 Federplatte
9 a Paßbohrung
9 b Gewindebohrung
9 c Leitungsbohrung
9 d Bohrung für Druckmittelschlauch
10 Anschlußschraube
11 Näherungsinitiator

Claims

1. Lagerung für einen Greifer eines Industrieroboters, der am Ende seines Arbeitsarmes auf Abstand zueinander gehaltene Platten für die Lagerung einer Greifer-Anschlußscheibe hat, die mit einem Ansatz für den Greifer durch die dem Greifer zugewandte Platte ragt, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Platten als Federplatte (9) von Federn (8) gegen einen Anschlag gehalten wird, wobei sich die Federn (8) auf der anderen, ein Widerlager für den Anschlag bildenden Festplatte (2) abstützen, und daß an der Federplatte (9) auf der Seite der Festplatte (2) die von Federn (8.1) gegen Anschläge drückbare Schlußscheibe für den Greifer oder dergleichen gehalten ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge und Widerlager Muttern (6 a) und Zentrierkegel (6 b) von Kegelstiften (6, 6.1) sind, auf denen die Federn (8, 8.1) zwischen der Federplatte (9) und der Festplatte (2) bzw. der Anschlußscheibe (4) geführt sind, und daß die Kegelstifte (6, 6.1) durch Bohrungen (2 a, 4 a) der Festplatte (2) und Anschluß scheiben (4) geführt sind und mit ihren Zentrierkegeln (6 b) an Einsenkungen (2 b) und (4 b) der Festplatte (2) und der Anschluß scheibe (4) anliegen.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Federn (8) und den Scheiben (2, 4, 9) eine oder mehrere Unterlegscheiben (7) angeordnet sind.

4. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstifte (6, 6.1) mit Gewinde nachstellbar in der Fe derplatte (9) angeordnet sind.

5. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstifte (6, 6.1) in Paßbohrungen (9 a) der Federplatte (9) geführt und mit Muttern (6 a) und Durchmesserabsätzen (6 d) axial fixiert sind.

6. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festplatte (2) eine Ausnehmung (2 c) für die Aufnahme der Anschlußscheibe (4) hat, zwischen deren Rand und der Ausnehmung (2 b) ein Bewegungsspalt (X) vorhanden ist.

7. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Federplatte (9) zur Festplatte (2) und Ansatzscheibe (4) gerichtete Anschlagschrauben (10) vorhanden sind.

8. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Federplatte (9) mindestens ein zur Festplatte (2) und Anschlußscheibe (4) gerichteter Näherungsinitiator (11) befestigt ist.