DE3710381A1 - Haltevorrichtung zur beweglichen lagerung einer aufnahme, insbesondere einer werkzeugaufnahme fuer industrieroboter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung zur beweglichen Lagerung einer Aufnahme, insbesondere einer Werkzeugaufnahme für Industrieroboter, die unter Zwischenschaltung einer nachgiebigen Dämpfung längs­ bzw. drehbeweglich angeordnet und die Aufnahme über eine Dreh- bzw. Linearführung in einer Halterung gelagert sind.

Anordnungen dieser Art sind bereits bekannt und werden zur nachgiebigen Lagerung von Werkzeugen für Industrie­ roboter eingesetzt. Auf diese Weise wird die Bear­ beitungskraft durch die Werkzeuglagerung erzeugt und vom Industrieroboter entkoppelt. Damit ist es möglich, die Bearbeitungsqualität zu verbessern sowie den Programmieraufwand stark zu reduzieren. Es wird durch derartige Anordnungen auch ermöglicht, eine Bearbeitung von Werkstücken mit Form- und Aufspannfehlern ohne Korrektur des Industrieroboter-Programms durchzuführen.

Hierbei ist von Vorteil, daß die Ausweichrichtung des Werkzeugs konstruktiv durch die Lagerung festgelegt werden kann und dadurch die Bearbeitungskräfte, die keine Komponente in der Ausweichrichtung haben, keine unerwünschte Bewegung des Werkzeugs verursachen können. Dazu ist es allerdings oft notwendig, die Richtung der Nachgiebigkeit so zu gestalten, daß von einer Mittel­ stellung aus in zwei Richtungen, die einen Winkel von 180° bilden, ausgelenkt werden kann. Es ist bekannt, hierfür Druckluftzylinder oder Federn einzusetzen, die aber Mängel aufweisen. So ist das Dämpfungsverhalten dieser Elemente besonders bei kleinen Rückstellkräften, wie sie beispielsweise für die Entgratung von NE-Metallen notwendig sind, sehr unbefriedigend, da entweder kaum Dämpfung vorhanden ist (mechanische Federn) oder die Reibung keine zuverlässige Einstellung der Mittellage gewährleistet.

Weiterhin ist eine zuverlässige Einhaltung einer Mittellage bei bekannten Anordnungen dieser Art kaum durchführbar. Auch durch den Einsatz von Gummifeder­ elementen konnten keine Lösungen gefunden werden, da diese durch auftretende Zugbeanspruchungen geringe Lebensdauer aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung zu schaffen, die unter Einsatz von Gummi­ federelementen eine einfache Anordnung mit einer erforderlichen Lebensdauer ermöglicht, die eine Dämp­ fung und Rückstellkrafterzeugung mit einer zuverlässi­ gen Einhaltung einer Mittellage aufweist und eine Aus­ nutzung der vorhandenen Elastizität gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen Aufnahme und Halterung ein Gummifederelement in der Bewegungsebene der Aufnahme eingeschaltet ist, wobei an einer Seite des Gummifeder­ elementes ein von der Halterung ausgehender Verbin­ dungsarm angreift und sein Angriffspunkt jeweils als Gelenkverbindungen ausgebildet sind sowie an der anderen Seite das Gummifederelement mit der Aufnahme derart verbunden ist, daß bei Auslenkung der Aufnahme im wesentlichen eine Schubbeanspruchung auf das Gummi­ federelement einwirkt und über den gelenkig angeordne­ ten Verbindungsarm sich eine minimale Zugbeanspruchung des Gummifederelementes einstellt.

Durch diese Einleitung der Kräfte wird eine Schubbean­ spruchung des Gummifederelementes erzielt, wobei durch die Beweglichkeit des Verbindungsarmes in den Gelenk­ verbindungen bei einer Verlagerung des Angriffspunktes der Aufnahme sich das Gummifederelement entsprechend geringer Zugbeanspruchung einstellt. Zusätzlich besteht der Vorteil, daß die vorhandene Elastizität der Gummi­ federelemente bei Schubbeanspruchung ausnutzbar ist. Diese Vorteile sind dabei auch bei einer Mittelstellung der Aufnahme und bidirektionaler Auslenkung verwertbar.

Eine günstige Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß die von der Aufnahme ausgehenden Auslenkkräfte etwa im rechten Winkel am Gummifederelement angreifen.

Zur vorteilhaften Einstellung des Gummifederelementes bei einer Auslenkung durch die Aufnahme wird vorge­ schlagen, daß der Verbindungsarm etwa in einem Winkel um 45° am Gummifederelement angreift.

Zur einfachen Einstellung zur Justierung der Anordnung wird vorgeschlagen, daß der Verbindungsarm längenver­ änderlich einstellbar ist.

Zur Einstellung unterschiedlicher Rückstellkräfte und des Dämpfungsverhaltens ist vorgesehen, daß das Gummi­ federelement zwischen austauschbaren Adapterstücken angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung mit einer drehbeweglichen Werkzeugaufnahme,

Fig. 2 eine Anordnung mit einer linearen Führung der Werkzeugaufnahme,

Fig. 3 bis 5 Ausschnittdarstellungen mit Gummifederelemen­ ten in einer Mittelstellung und Auslenkstel­ lungen bei Verdrehung einer Werkzeugaufnahme.

Bei den dargestellten Anordnungen ist eine Halterung 1, die mit einem nicht näher dargestellten Roboterarm verbunden ist, über ein Drehlager 2 bzw. eine Längs­ führung 3 mit einer Werkzeugaufnahme 4 verbunden. Diese Werkzeugaufnahme 4 ist somit gegenüber der Halterung 1 beweglich einstellbar angeordnet.

Zwischen der Halterung 1 und der Werkzeugaufnahme 4 ist zusätzlich ein Gummifederelement 5 in der Bewegungs­ ebene der Werkzeugaufnahme 4 angeordnet. Hierbei ist ein Ende des Gummifederelementes 5 über einen Ver­ bindungsarm mit der Halterung 1 verbunden, wobei die beiden Angriffspunkte des Verbindungsarmes 6 durch Gelenkverbindungen 7, 8 gebildet werden. In der Mittel­ stellung der Werkzeugaufnahme 4 sind dabei der Ver­ bindungsarm 6 und das Gummifederelement 5 in einem Winkel von etwa 45° einander zugeordnet. Das andere Ende des Gummifederelementes 5 ist im Befestigungspunkt 10 über einen Verbindungssteg 9 mit der Werkzeugauf­ nahme 4 verbunden. Diese Verbindung ist derart angeord­ net, daß die von der Werkzeugaufnahme 4 ausgehenden Auslenkkräfte etwa im rechten Winkel am Gummifederele­ ment 5 angreifen.

Beim Verdrehen bzw. Verschieben der Werkzeugaufnahme 4 wird der Befestigungspunkt 10 durch eine auftretende Schubbeanspruchung des Gummifederelementes 5 verlagert, wobei durch die Verbindung des Verbindungsarmes 6 zum Gummifederelement 5 sich lediglich eine geringe Zugbe­ anspruchung einstellen kann.

Zur Justierung und Einstellung einer Mittelstellung ist der Verbindungsarm 6 aus einzelnen Elementen 11 und 12 gebildet, die über eine Links-Rechts-Gewindestange 13 mit einem zugeordneten Rändelrad 14 einstellbar ver­ bunden sind. Die Fixierung der Einstellung erfolgt über Kontermuttern 17.

Das Gummifederelement 5 ist mit der Gelenkverbindung 8 des Verbindungsarmes 6 über ein Innengewinde befestigt, während die andere Seite über ein Außengewinde und eine Mutter 15 festgelegt ist. Damit ist es möglich, das Gummifederelement 5 leicht auszuwechseln, ohne eine Veränderung der Einstellung vorzunehmen. Ferner ist durch Verwendung von Distanzringen 16 möglich, Gummi­ federelemente 5 unterschiedlicher Länge und Durchmesser einzusetzen. Hierdurch können die Rückstellkräfte und das Dämpfungsverhalten sehr einfach den Erfordernissen angepaßt werden.

Claims (5)

1. Haltevorrichtung zur beweglichen Lagerung einer Aufnahme, insbesondere einer Werkzeugaufnahme für Industrieroboter, die unter Zwischenschaltung einer nachgiebigen Dämpfung längs- bzw. drehbeweglich angeordnet und die Aufnahme über eine Dreh- bzw. Linearführung in einer Halterung gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aufnahme (4) und Halterung (1) ein Gummifederelement (5) in der Bewegungsebene der Aufnahme (4) eingeschaltet ist, wobei an einem Ende des Gummifederelementes (5) ein von der Halterung (1) ausgehender Verbindungsarm (6) angreift und seine Angriffspunkte jeweils als Gelenkverbindungen (7, 8) ausgebildet sind sowie das andere Ende des Gummielementes (5) mit der Aufnahme (4) derart verbunden ist, daß bei Auslenkung der Aufnahme (4) im wesentlichen eine Schubbeanspruchung auf das Gummifederelement (5) einwirkt und über den gelenkig angeordneten Verbindungsarm (6) sich eine minimale Zugbeanspruchung des Gummifederelementes (5) einstellt.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von der Aufnahme (4) ausgehenden Auslenkkräfte etwa im rechten Winkel am Gummifeder­ element (5) angreifen.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsarm (6) etwa in einem Winkel um 45° am Gummifederelement (5) an­ greift.

4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsarm (6) längenveränderlich einstellbar ist.

5. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummifederelement (5) zwischen austauschbaren Adapterstücken (8) angeordnet ist.