DE3640973C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für einen Greifer eines Industrieroboters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Lagerung ist im wesentlichen aus der DE 30 04 014 A1 bekannt, wobei bei einer Krafteinwirkung verschiedene Bewegungen des Greifers möglich sind, und zwar kann dieser in axialer Richtung zum Bewegungsarm hin bewegt werden, dabei auch eine seitliche radiale Bewegung, eine geringe Drehung um die Längsachse ausführen und aus der Längsachse herausgekippt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Lagerung so zu gestalten, daß der Greifer auch in axialer Richtung vom Arbeitsarm weggezogen werden und seitlich ausgelenkt werden kann, ohne daß er seinen Abstand in axialer Richtung zum Arbeitsarm verändert.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Diese doppelte, federnde Aufhängung zweier Platten zueinander (Federplatte zu Festplatte und Anschlußscheibe zu Federplatte) ermöglicht ein gleichmäßiges oder verkantendes Nachgeben der Anschlußscheibe gegenüber der Festplatte in alle Richtungen. Diese schwimmende Lagerung dient auch als Puffer beim Ablegen des Fördergutes und bietet einen Schutz der Einrichtung bei etwaigen Kollisionen.

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 Ausnehmung für die Aufnahme der Anschlußscheibe, zwischen deren Rand und der Ausnehmung ein Bewegungsspalt vorhanden ist. Dieser Bewegungsspalt ermöglicht das seitliche Ausweichen der Anschlußplatte gegenüber 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 Anschlußscheibe gerichtete Anschlag­ schrauben vorhanden sein, denen mindestens ein Näherungsinitiator zugeordnet sein kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt 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 erkennbare, mehreckförmige, zentrale Ausnehmung 2c. Darin ist unter Belassung eines Bewegungsspaltes X eine Anschlußscheibe 4 für einen Greifer 5 angeordnet. Die Festplatte 2 und Anschlußscheibe 4 haben Bohrungen 2a und 4a mit kegeligen Einsenkungen 2b und 4b für Zen­ trierkegel 6b von Kegelstiften 6 und 6.1. Der Durchmesser der Boh­ rungen 2a und 4a ist um das Maß 2 · x des Bewegungsspaltes größer als der Durchmesser der Kegelstifte 6, wie Fig. 4 zeigt. Dort ist auch eine Schraubabflachung 6c am Gewindeende zum Halten des Kegelstiftes 6 beim Andrehen der Mutter 6a 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 6a der jeweils mit einem Durchmes­ serabsatz 6d versehenen Kegelstifte 6 Endanschläge bilden. An dieser Federplatte 9 ist die Anschlußscheibe 4 mittels Kegelstiften 6.1 und Schraubenfedern 8.1 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 9a für die Aufnahme der Ke­ gelstifte 6 und 6.1 vier Gewindebohrungen 9b für nachstellbare An­ schlagschrauben 10, deren Schraubenköpfe im Bereich des Bewegungs­ spaltes X liegen und damit die Bewegung der Federplatte 9 zur Fest­ platte 2 sowie der Anschlußscheibe 4 zur 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 Näherungsinitiatoren können auch beim Arbeiten im Feingang oder zur Erkennung von Auslenkungen beim Greifen genutzt werden. Vom Arbeitsarm 1 führen nicht gezeichnete Druckmittelschläu­ che durch Bohrungen 9d der Federplatte 9 und der Festplatte 2 sowie ebenfalls nicht gezeichnete elektrische Leitungen durch Leitungsboh­ rungen 9c der Anschlußscheibe 4 zum Greifer 5. Die Anschlußscheibe 4 ist außerdem mit einer Zentralbohrung 4c, 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 4b in der Anschlußscheibe 4 vom Zentrierkegel 6b.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 4a 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 6b des Kegel­ stiftes 6 aus der Einsenkung 2b der Festplatte 2 heraustritt. Dabei entsteht ebenfalls eine seitliche Bewegungsfreiheit zwischen dem Ke­ gelstift 6 und der Bohrung 2a 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 radial 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
 2a Bohrung
 2b Einsenkung
 2c Ausnehmung
 3 Schraube
 4 Anschlußscheibe
 4a Bohrung
 4a.1 Bohrung
 4b Einsenkung
 4b.1 Einsenkung
 5 Greifer
 6 Kegelstift
 6a Mutter
 6b Zentrierkegel
 6c Schraubabflachung
 6d Durchmesserabsatz
 7 Unterlegscheibe
 8 Feder
 8.1 Feder
 9 Federplatte
 9a Paßbohrung
 9b Gewindebohrung
 9c Leitungsbohrung
 9d Bohrung für Druckmittelschlauch
10 Anschlußschraube
11 Näherungsinitiator

Claims (6)

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 eine dem Greifer zugewandte Festplatte ragt und die Greifer-Anschlußscheibe von ersten Federn gegen einen Anschlag gehalten wird, wobei sich die Federn auf der anderen ein Widerlager bildenden und dem Greifer abgewandten Platte abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Greifer abgewandte Platte als Federplatte (9) ausgebildet ist und von zweiten Federn (8) gegen einen weiteren Anschlag (6) und gegen die Festplatte (2) abgestützt wird, daß die Anschläge (6, 6.1) durch Kegelstifte gebildet werden, die in der Federplatte (9) angeordnet sind, wobei der Anschlag (6) für die Federplatte (9) durch Bohrungen (2a) der Festplatte (2) und der Anschlag (6.1) für die Anschlußscheibe (4) durch Bohrungen (4a) der Anschlußscheibe (4) jeweils mit Spiel geführt sind und mit ihren Zentrierkegeln (6b) an kegelförmigen Einsenkungen (2b, 4b) der Festplatte (2) bzw. der Anschlußscheibe (4) anliegen.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft der Federn (8, 8.1) einstellbar ist.

3. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstifte (6, 6.1) in Paßbohrungen (9a) der Federplatte (9) geführt und mit Muttern (6a) und Durchmesser absetzen (6d) axial fixiert sind.

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

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

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