DE3713619A1 - Greiferwechselkupplung fuer handhabungsgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Greiferwechselkupplung für Handhabungsgeräte, bestehend aus einem Greiferwechselkopf und einer Adapterplatte, die durch Zentrierzapfen und an diesen angreifende, querverschiebbare Verriegelungskörper miteinander lösbar verbunden sind.

Derartige Greiferwechselkupplungen dienen dazu, an industriellen Handhabungsgeräten, auch als Industrieroboter bezeichnet, unterschiedliche Greifer und sonstige Geräte leicht auswechselbar anzubringen. Da diese Greifer üblicherweise mehrere Betätigungs- und Verriegelungseinrichtungen und gegebenenfalls auch Meßtaster oder sonstige Sensoren aufweisen, müssen im Bereich der Greiferwechselkupplung auch Kupplungen für die Übertragung von Energie und Signalen vorgesehen werden. Üblicherweise handelt es sich dabei um Steckkupplungen für die Druckluftübertragung und für Elektroanschlüsse.

Da die aufgenommenen Greifer in vielen Fällen verhältnismäßig hohe Lasten bewegen müssen, sind die zu übertragenden Kräfte und Momente verhältnismäßig hoch, wobei die Angriffsrichtungen infolge der Bewegungsmöglichkeiten der Handhabungsgeräte sehr stark wechseln. Hinzu kommt noch, daß in vielen Einsatzbereichen sehr rasche Bewegungsabläufe gefordert werden, die zu hohen Beschleunigungskräften führen. Schließlich ist noch zu berücksichtigen, daß eine möglichst hohe Positioniergenauigkeit eingehalten werden soll.

Bei einer bekannten Greiferwechselkupplung der eingangs genannten Gattung ist ein zentraler konischer Zentrierzapfen vorgesehen, der in eine entsprechende konische Zentrierbohrung der Adapterplatte eingreift. Seitlich aus dem Zentrierzapfen ausfahrbare Verriegelungskörper bewirken die Verriegelung der Adapterplatte am Greiferwechselkopf.

Um bei dieser bekannten Greiferwechselkupplung ein Drehmoment um die Achse des zentralen Zentrierzapfens übertragen zu können, müssen zusätzliche kleinere Zentrierzapfen vorgesehen werden. Diese kleineren Zentrierzapfen werden jedoch in der zugehörigen Bohrung der Adapterplatte nicht verrriegelt, so daß die an der Kupplungsstelle auftretenden Biegekräfte weitgehend durch den großen zentralen Zentrierzapfen und dessen Verriegelungskörper übertragen werden müssen, die demzufolge entsprechend groß dimensioniert werden müssen.

Die Unterbringung und Betätigung der Verriegelungskörper im Inneren des Zentrierzapfens ist verhältnismäßig aufwendig. Der dadurch bedingte Konstruktionsaufwand führt auch zu einem erheblichen Gewicht des Greiferwechselkopfes; dadurch wird die ohnehin meist eingeschränkte Tragfähigkeit des Handhabungsgeräts noch weiter eingeschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Greiferwechselkupplung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die bei verhältnismäßig einfachem Aufbau und damit geringem Gewicht eine zur Übertragung aller auftretenden Kräfte und Momente besonders geeignete Kupplungsverbindung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei im Abstand zueinander aus der Adapterplatte vorspringende Zentrierzapfen in zwei Zentrieröffnungen des Greiferwechselkopfs ragen und daß eine im Greiferwechselkopf querverschiebbar geführte Riegelplatte zwei Ausnehmungen aufweist, die mit ihren Rändern bei einer Querverschiebung der Riegelplatte in seitliche Hinterschneidungen der Zentrierzapfen verriegelnd eingreifen.

Durch die beiden im Abstand zueinander liegenden Zentrierzapfen, die an der Adapterplatte angebracht sind und die beide verriegelt werden, können alle auftretenden Kräfte und insbesondere auch Momente um die Längsachse der Greiferwechselkupplung übertragen werden, wobei an die Dimensionierung der einzelnen Teile nur geringe Anforderungen gestellt werden. Da die Zentrierzapfen an der Adapterplatte angebracht sind, kann die Verriegelungseinrichtung im Greiferwechselkopf konstruktiv einfach ausgeführt werden. Daraus ergibt sich insgesamt eine verhältnismäßig geringe Masse der Greiferwechselkupplung, so daß die Tragfähigkeit des Handhabungsgeräts fast vollständig für den Greifer und das damit aufzunehmende Werkstück zur Verfügung steht.

Die Verriegelung der Zentrierzapfen an seitlichen Hinterschneidungen durch eine querverschiebbare Riegelplatte stellt eine formschlüssige Verbindung dar, die auch bei einem Ausfall der Antriebsenergie für die Verriegelungseinrichtung, beispielsweise bei einem Ausfall der Druckluftversorgung oder elektrischen Stromversorgung in ihrer verriegelten Stellung bleibt.

Vorzugsweise sind die beiden Ausnehmungen der Riegelplatte schlüssellochförmig, und die einander gegenüberliegenden Ränder des schmalen Abschnitts jeder Ausnehmung treten mit auf beiden Seiten jedes Zentrierzapfens liegenden Hinterschneidungen in Eingriff.

Dadurch wird mit geringem konstruktivem Aufwand eine zur Übertragung von auch sehr hohen Kräften geeignete Verriegelungsverbindung geschaffen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zentrierzapfen mit Ausnahme eines oberen kegelstumpfförmigen Abschnitts zylindrisch sind. Dadurch wird erreicht, daß ein unbeabsichtigtes Festklemmen der Zentrierzapfen in den zugehörigen Zentrieröffnungen wie bei Kegelflächen vermieden wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 in einem Teil-Längsschnitt eine Greiferwechselkupplung für Handhabungsgeräte,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, wobei der Schnittverlauf der Fig. 1 in Fig. 2 mit der Linie I-I angedeutet ist, und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Die in der Zeichnung dargestellte Greiferwechselkupplung ist an der Endplatte 1 eines Greiferarms eines Handhabungsgeräts angebracht. Sie besteht aus einem an der Endplatte 1 angeschraubten Greiferwechselkopf 2 und einer darin auswechselbar aufgenommenen Adapterplatte 3, die mit dem (nicht dargestellten) Greifer, einer Meßeinrichtung oder dgl. verbunden ist. Alle aufzunehmenden Greifer oder dgl. sind mit identischen Adapterplatten 3 versehen.

Aus der Adapterplatte 3 ragen zwei im Abstand zueinander angeordnete, im wesentlichen zylindrische Zentrierzapfen 4 in zugeordnete Zentrieröffnungen 5 des Greiferwechselkopfs 2. Führungsbüchsen 6 bilden die zylindrischen Führungen für die Zentrierzapfen 4 in den Öffnungen 5. In einem Gehäuse 7 des Greiferwechselkopfs 2 ist eine flache längliche Riegelplatte 8 längsverschiebbar geführt. Die Riegelplatte 8 steht an einem Ende mit einem Verriegelungsantrieb 9 in Verbindung, der beispielsweise ein Pneumatikzylinder oder ein elektrischer Antrieb mit einer ausfahrbaren Schraubenspindel sein kann, die mit der Riegelplatte 8 verbunden ist.

Die Riegelplatte 8 weist zwei schlüssellochförmige Ausnehmungen 10 auf. Der weitere Abschnitt 10 a jeder Ausnehmung 10 hat einen größeren Durchmesser als der Zentrierzapfen 4, so daß der zylindrische Zentrierzapfen 4 durch diesen Ausnehmungsabschnitt 10 a eingeführt werden kann.

Jeder Zentrierzapfen 4 weist an seinen beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Hinterschneidung 11 auf. Diese beiden Hinterschneidungen bilden zueinander parallele Flächen, deren Abstand etwas geringer ist als die Breite des schmalen Abschnitts 10 b der schlüssellochförmigen Ausnehmung 10. Nachdem beide Zentrierzapfen in den Öffnungen 5 aufgenommen sind, kann die Riegelplatte 8 in die in der Zeichnung dargestellte Stellung verschoben werden, bei der die beiden einander gegenüberliegenden Ränder 10 c des schmalen Abschnitts 10 b der Ausnehmung 10 in die Hinterschneidungen 11 eingreifen und auf diese Weise den Zentrierzapfen 4 in der zugehörigen Öffnung 5 des Greiferwechselkopfs 2 verriegeln.

Seitlich an der Adapterplatte 3 angebrachte, nach oben ragende Schrauben 12 bilden einstellbare Anschläge, die sich an der Unterseite des Greiferwechselkopfes 2 abstützen und somit den genauen axialen Abstand zwischen dem Greiferwechselkopf 2 und der aufgenommenen Adapterplatte 3 festlegen.

In Fig. 3 ist gezeigt, daß auf beiden Seiten der mechanischen Greiferwechselkupplung zusätzliche Kupplungen für die Energie- und Signalleitungen vorgesehen sind, die zum Greifer führen. Es handelt sich hierbei um eine elektrische Steckkupplung 13 und eine Steckkupplung 14 für Druckluftleitungen. Diese Steckkupplungen 13 und 14 werden selbsttätig geschlossen, wenn die Zentrierzapfen 4 in die Zentrieröffnungen 5 des Greiferwechselkopfs 2 eingeführt werden.

Die seitliche Führung der Riegelplatte 8 kann durch seitlich in das Gehäuse 7 eingeschraubte Stellschrauben 15 erfolgen, durch die Führungsbolzen 16 verstellt werden, die seitlich an der Riegelplatte 8 anliegen.

Um das Einlaufen der Ausnehmungsränder 10 c in die Hinterschneidungen 11 zu erleichtern, ist der Rand des weiteren Abschnitts 10 a der Ausnehmung 10 an der Oberseite leicht angeschrägt.

Die Zentrierzapfen 4 sind jeweils mit gegenüberliegenden seitlichen Anflachungen 4 a versehen, die sich bei dem einen Zentrierzapfen 4 in Längsrichtung der Greiferwechselkupplung und bei dem anderen Zentrierzapfen 4 quer dazu erstrecken. Entsprechende Flächen in den Zentrieröffnungen 5 des Greiferwechselkopfs 2 sorgen dafür, daß die beiden Zentrierzapfen nur in der gezeigten Stellung und nicht in einer um 180 Grad gedrehten Stellung in den Greiferwechselkopf 2 eingeführt werden könnten. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß jeweils die zusammengehörigen Kupplungshälften der Steckkupplungen 13 und 14 richtig aufeinandertreffen.

Claims (4)

1. Greiferwechselkupplung für Handhabungsgeräte, bestehend aus einem Greiferwechselkopf und einer Adapterplatte, die durch Zentrierzapfen und an diesen angreifende, querverschiebbare Verriegelungskörper miteinander lösbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand zueinander aus der Adapterplatte (3) vorspringende Zentrierzapfen (4) in zwei Zentrieröffnungen (5) des Greiferwechselkopfs (2) ragen und daß eine im Greiferwechselkopf (2) querverschiebbar geführte Riegelplatte (8) zwei Ausnehmungen (10) aufweist, die mit ihren Rändern (10 c) bei einer Querverschiebung der Riegelplatte (8) in seitliche Hinterschneidungen (11) der Zentrierzapfen (4) verriegelnd eingreifen.

2. Greiferwechselkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausnehmungen (10) der Riegelplatte (8) schlüssellochförmig sind und daß die einander gegenüberliegenden Ränder (10 c) des schmalen Abschnitts (10 b) jeder Ausnehmung (10) mit auf beiden Seiten jedes Zentrierzapfens (4) liegenden Hinterschneidungen (11) in Eingriff treten.

3. Greiferwechselkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierzapfen (4) mit Ausnahme eines oberen, kegelstumpfförmigen Abschnitts zylindrisch sind.

4. Greiferwechselkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich einstellbare Anschläge (12) zwischen dem Greiferwechselkopf (2) und der Adapterplatte (3) angeordnet sind.