DE3705884C2

DE3705884C2 -

Info

Publication number: DE3705884C2
Application number: DE19873705884
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. 7255 Rutesheim De Schlaich
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1992-01-23
Also published as: DE3705884A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Greifersystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Greifersysteme werden beispielsweise in Verbin dung mit Handhabungseinrichtungen und insbesondere mit Indu strierobotern verwendet, um unterschiedliche Teile etc. nacheinander handhaben zu können. Hierzu sind die ver schiedenen Greiferbacken in einem Magazin bereitgestellt. Der Industrieroboter "fährt das Magazin an" und kuppelt die benötigten Greiferbacken an den fest an dem Industrie roboter angeflanschten Greiferfingern an. Mit den zu den jeweils handzuhabenden Teilen "passenden" Greiferbacken führt der Industrieroboter dann die vorgegebenen Hand habungsaufgaben auf und fährt anschließend wieder das Magazin an, um andere, für die nächsten handzuhabenden Teile passende Greiferbacken "einzuwechseln".

Je nach Handhabungsaufgabe können unter Umständen sehr viele Greiferbacken und/oder eine große Zahl von Greifer backenwechseln erforderlich sein.

Ein Greifersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-PS 35 16 785 bekannt. Bei diesem Greifersy stem werden die Greiferbacken während der Öffnungsbewegung der Greiferfinger an diesen kraftschlüssig über federbe aufschlagte Rastvorrichtungen und bei Bewegungen der Grei ferfinger in andere Richtungen an diesen über die Gestal tung der Anlageflächen von Greiferfinger und Greiferbacken formschlüssig gehalten.

Dieses bekannte Greifersystem hat den Nachteil, daß der Greifer beim Wechseln der Greiferbacken verhältnismäßig exakt über dem Magazinplatz zu positionieren ist, damit Bolzen mit ihrem Kopf in die "Schlüsselloch-förmige" Er weiterung von Längsschlitzen eingreifen können.

Die bekannten Greifersysteme sind damit nicht nur in der Herstellung aufwendig, sondern erfordern auch verhältnis mäßig komplizierte und genaue Bewegungen der Roboterhand, so daß der Wechselvorgang zeitraubend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Greifersy stem für Handhabungseinrichtungen und insbesondere für Industrieroboter, mit beweglichen Greiferfingern, deren Greiferbacken austauschbar und in einem Magazin bereitge stellt sind, anzugeben, das preisgünstig ist und bei dem ein Greiferbackenwechsel durch die Handhabungseinrichtung leicht und unkompliziert durchführbar ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Überraschenderweise gelingt eine Lösung der erfindungsge mäßen Aufgabe dadurch, daß von einem Greifersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen und dieses System durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merk male weitergebildet wird. Das im Anspruch 1 angegebene Greifersystem hat damit eine Reihe von Vorteilen:.

Zum Einsetzen der Greiferbacken in das Magazin bzw. zum Entnehmen der Greiferbacken ist lediglich eine Linearbewe gung des Greifersystems erforderlich, die beispielsweise ein Industrieroboter oder ein sonstiges Positionier- bzw. Handhabungssystem ohne Schwierigkeiten ausführen kann. Vor allem aber ergeben sich durch die Ausgestaltung der Anla geflächen von Greiferfingern und Greiferbacken mit Zen trierstiften sowie die Anordnung von abschaltbaren Elek tromagneten, die die kraftschlüssige Verbindung zwischen Greiferfingern und Greiferbacken herstellen, erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik:

So ist es möglich, die Greiferbacken einfach dadurch zu wechseln, daß das Handhabungssystem die am Greifersystem angebrachten Greiferbacken in ihrem Magazinplatz absetzt; anschließend wird die die kraftschlüssige Verbindung her stellende Kraft abgeschaltet und die Greiferfinger ausein andergefahren. Dabei verbleiben aufgrund der Haltekraft die Greiferbacken an ihrem Magazinplatz. Das Greifersystem verfährt nun an den Magazinplatz der für den nächsten Handhabungsvorgang benötigten Greiferbacken; anschließend werden die Greiferfinger in Schließrichtung verschoben, so daß eine formschlüssige Verbindung zwischen den Greifer fingern und den Greiferbacken hergestellt wird. Das Grei fersystem kann nun die Greiferbacken durch eine Linearbe wegung entnehmen.

Andererseits werden die Greiferbacken an den Greiferfin gern bei Bewegungen in andere Richtungen als die Öffnungs richtung der Greiferfinger formschlüssig gehalten, so daß keine großen Haltkräfte durch eine externe "Kraftquelle" aufzubringen sind.

Weiterhin muß ein schwinmend gelagerter Greifer nur rela tiv grob über den jeweiligen Magazinplätzen positioniert werden, da er in der Lage ist, beim Schließen der Greifer finger zumindest unterschiedliche Abstände zwischen Grei ferfinger und aufzunehmenden Greiferbacken auszugleichen.

Das erfindungsgemäße Greifersystem verbindet damit einen einfachen Aufbau mit einer unkomplizierten Handhabbarkeit mittels einer Handhabungseinrichtung, beispielsweise eines Industrieroboters.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Elektromagnete können im Normalfall sehr schwach aus gelegt sein, da sie nur bei geöffnetem Greifer die Grei ferbacken an den Greiferfingern halten müssen, während bei geschlossenem Greifer die Haltekraft, die zwischen Werk stück und Greiferfinger wirkt, die Greiferbacken in Rich tung auf die Greiferfinger drückt.

Bei komplex geformten Greiferbacken, bei denen zwischen Greiferfingern und Greiferbacken Kippmomente entstehen, können jedoch gemäß Anspruch 2 stärkere Elektromagnete eingesetzt werden, die ein Wegkippen der Greiferbacken von den Greiferfingern verhindern.

Durch die im Anspruch 3 gekennzeichnete vorteilhafte Wei terbildung wird ohne großen Aufwand erreicht, daß die Greiferbacken in ihren Magazinplätzen formschlüssig gehal ten werden, ohne daß eine besondere Formgebung der Grei ferbacken erforderlich wäre.

Die erfindungsgemäßen Merkmale lassen sich bei beliebigen Grei fersystemen und insbesondere bei Parallelbackengreifern, die als Innengreifer (Anspruch 4) oder Außengreifer (An spruch 5) arbeiten, realisieren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben, in der zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Greifer systems,

Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Greifersystem beim Aufnehmen von Greiferbacken aus einem Magazin, und

Fig. 3 das in Fig. 1 gezeigte Greifersystem beim Absetzen von Greiferbacken in einem Magazin.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ßen Greifersystems. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Greifer ein Prallelbackengreifer mit einem Grund körper 1, an dem Greiferfinger 2 in Pfeilrichtung 3 ver schiebbar angebracht sind. Der Grundkörper 1 des Greifers ist an einer nicht dargestellten Handhabungseinrichtung, beispielsweise einem Industrieroboter angeflanscht. An den Greiferfingern 2 sind jeweils mehrere Zentrierstifte 4 und ein Elektromagnet 5 vorgesehen, die zum Fixieren von wech selbaren Greiferbacken 6 dienen.

Die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Greifersy stems soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 beschrieben werden.

Fig. 2 zeigt das Aufnehmen von Greiferbacken 6 aus einem Greiferbacken-Magazin 7. Das Magazin 7 weist Zentrier stifte 8 auf, denen korrespondierende Ausnehmungen in der Unterseite der Greiferbacken 6 entsprechen. Die Greifer backen 6 sind mit den Ausnehmungen in die Stifte 8 einge setzt und so formschlüssig gegen Bewegungen parallel zur Magazin-Grundfläche 9 fixiert.

Zum Aufnehmen der Greiferbacken 6 wird der Greifer mit geöffneten Greiferfingern 2 so positioniert, daß die Aus nehmungen in den Greiferfingern 2 für die an den Greifer backen 6 angebrachten Zentrierstifte 4 neben diesen ange ordnet sind. Durch Bewegen der Greiferfinger 2 in Pfeil richtung wird eine Verbindung zwischen den Greiferfingern 2 und den Greiferbacken 6 hergestellt, die für alle Bewegun gen mit Ausnahme von Bewegungen entgegen der Pfeilrichtung 3′ formschlüssig ist.

Durch Verfahren des Greifers in Richtung des Pfeils 10 kön nen die Greiferbacken aus dem Magazin 7 entnommen werden. Dabei werden die Greiferbacken durch die von den Elektro magneten aufgebrachte "Haltekraft" daran gehindert, daß sie in Pfeilrichtung 3 von den Greiferfingern 2 "abge streift" werden.

Fig. 3 zeigt das Absetzen von Greiferbacken in dem Magazin 7. Nach dem Einsetzen der Greiferbacken 6 in die Zentrier stifte 8 des Magazins 7 werden die Elektromagnete 5 ausge schaltet und die Greiferfinger 2 geöffnet, d. h. in Rich tung der Pfeile 3′′ verschoben. Hierdurch geraten die Zen trierstifte 4 und die entsprechenden Ausnehmungen 4′ in den Greiferfingern 2 außer Eingriff, so daß der Greifer ohne weiteres wegbewegt werden kann.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke - durch die Kombination von form- und kraftschlüssigen Verbindungen ein problemlo ses Wechseln der Greiferbacken sicherzustellen - läßt sich selbstverständlich auch bei anderen Greifersystemen als bei Parallelbackengreifern anwenden. Auch ist der Grundge danke nicht nur bei Außengreifern - wie im Ausführungsbei spiel - sondern auch bei Innengreifern anwendbar.

Claims

1. Greifersystem für Handhabungseinrichtungen und ins besondere für Industrieroboter,
mit beweglichen Greiferfingern, deren Greiferbacken aus tauschbar und in einem Magazin bereitgestellt sind, bei dem
die Greiferbacken in ihre jeweiligen Magazinplätze durch eine Linearbewegung des Greifersystems in einer Richtung einsetzbar bzw. in entgegengesetzter Richtung entnehmbar sind, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Greiferfinger sind,
die Greiferbacken in ihren Magazinplätzen bei Zustell- oder Öffnungsbewegungen der Greiferfinger gehalten sind, und
und die Greiferbacken an den Greiferfingern kraftschlüssig beim Öffnen der Greiferfinger und formschlüssig bei Bewe gungen der Greiferfinger in andere Richtungen gehalten sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Greiferbacken (6) an den Greiferfingern (2) mittels ersten Zentrierstiften (4) gehalten sind, deren Achsen in der Richtung der Zustell- oder Öffnungsbewegungen (3) der Greiferfinger (2) verlaufen, und
die kraftschlüssige Verbindung zwischen den Greiferfingern und den Greiferbacken von jeweils einem Elektromagneten herge stellt wird, der nach dem Absetzen des jeweiligen Greiferbackens an seinem Magazinplatz abschaltbar ist.

2. Greifersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagneten so ausge legt sind, daß sie ein Verkippen der Greiferbacken gegen über den Greiferfingern verhindern.

3. Greifersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferbacken (6) in ihren jeweiligen Magazinplätzen mittels zweiten Zentrierstiften (8) gehalten sind, deren Achsen senkrecht zu den Achsen der er sten Zentrierstifte (4) stehen, die eine Verbindung zwi schen Greiferbacken (6) und Greiferfinger (2) herstellen.

4. Greifersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferbacken Innengrei ferbacken sind.

5. Greifersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferbacken Außengrei ferbacken sind.