DE3739669A1 - Vorrichtung zum handhaben von glasscheiben kleiner abmessungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Glasscheiben kleiner Abmessungen, insbesondere zum Auf- und Abstapeln oder zum Umsetzen von kleinen Autoglasscheiben innerhalb einer Fertigungslinie, mit einem an einem Manipulator angeordneten Greifer.

Bei der Herstellung von Glasscheiben ist es üblich, die Glasscheiben im Anschluß an einen Bearbeitungsvorgang auf ein Lager- oder Transportgestell abzusetzen und auf diesem Lager- oder Transportgestell zwischenzulagern. Vor der Durchführung des nachfolgenden Arbeitsvorgangs werden sie von dem Lager- oder Transportgestell entnommen und der entsprechenden Bearbeitungsmaschine zugeführt.

Die bekannten automatischen Handhabungsvorrichtungen zum Aufnehmen und Absetzen von Glasscheiben weisen als Greifer einen Saugteller auf, der die Glasscheibe auf der Scheibenoberfläche erfaßt. Bei einem Arbeitszyklus muß nicht nur Unterdruck an den Saugteller angelegt werden, sondern anschließend auch Überdruck, um die Glasscheibe von dem Saugteller zu lösen. Dadurch wird einerseits die Vorrichtung insgesamt aufwendig. Andererseits benötigt der Arbeitszyklus insgesamt eine verhältnismäßig lange Zeit, weil beim Greifen und beim Lösen der Glasscheibe jeweils erst der erforderliche Unterdruck und dann Überdruck zwischen dem Saugteller und der Glasoberfläche aufgebaut werden muß. Dadurch sind einer Verkürzung der Taktzeiten Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit kürzeren Taktzeiten arbeiten kann, als es mit Saugtellern möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der die Glasscheiben fassende Greifer wenigstens drei parallel zueinander ausgerichtete Finger aufweist, die in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen die zu ergreifenden Glasscheiben mit ihren flächenmäßigen Abmessungen Platz finden, und daß wenigstens ein Finger unter Verkürzung und Verlängerung des Abstandes zu den anderen Fingern derart bewegbar ist, daß die Glasscheiben von den Fingern auf ihrer Umfangsfläche erfaßt werden.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Greifer erfaßt die Glasscheibe auf rein mechanische Weise allein durch die Klemmwirkung der Finger. Der eigentliche Greifvorgang und der Vorgang zur Freigabe der Glasscheiben läßt sich auf diese Weise wesentlich schneller durchführen als der Greifvorgang mit Hilfe eines Saugtellers, so daß sich die Taktzeiten insgesamt deutlich verkürzen lassen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Greifers besteht darin, daß er mehrere übereinanderliegende Glasscheiben gleichzeitig fassen und umsetzen kann, was bei einer einen Saugteller als Greifwerkzeug aufweisenden Vorrichtung systembedingt nicht möglich ist. Auf diese Weise kann die Umsetzgeschwindigkeit der Glasscheiben weiter erhöht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner auch für den Einsatz in solchen Fällen geeignet, in denen die Oberfläche der Glasscheiben mit einem empfindlichen Belag versehen ist, der nicht mit anderen Gegenständen in Berührung kommen darf. Beispielsweise ist es heute üblich, Autoglasscheiben auf einer Oberfläche mit einer Dekorschicht beispielsweise aus einer Einbrennfarbe zu versehen, die jedoch gegen Berührung empfindlich ist, solange sie nicht durch eine entsprechende Wärmebehandlung eingebrannt ist.

Vorteilhafterweise sind die Finger auf ihrer jeweiligen Halterung lösbar befestigt und können an unterschiedlichen Stellen auf ihrer Halterung befestigt werden. Auf diese Weise kann der Greifer unterschiedlichen Scheibengrößen und Scheibenformen angepaßt werden.

Die konstruktive Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Greifers kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine besonders zweckmäßige Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, daß der Greifer vier Finger aufweist, die an den Enden zweier scherenartig miteinander verbundener Hebel angeordnet sind und daß die beiden scherenartig miteinander verbundenen Hebel zum Greifen und zum Freigeben der Scheiben eine Schwenkbewegung um das Scherengelenk ausführen. Ein derartiger Scherengreifer hat gegenüber einem Greifer mit drei Fingern den Vorteil, daß beim Öffnen und Schließen der Schere die vier Finger sich gleichzeitig von den Kanten der Glasscheiben lösen bzw. gleichzeitig mit den Kanten der Glasscheiben in Kontakt kommen. Dadurch werden sie beim Aufnehmen oder beim Ablegen nicht aus ihrer Position verschoben, was bei einem Greifer mit drei Fingern nicht immer gewährleistet ist. Ein Scherengreifer mit vier Fingern kann deswegen auch als eine Vorrichtung eingesetzt werden, mit der die Glasscheiben auf ihrer Unterlage ausgerichtet, das heißt in eine reproduzierbare bestimmte Position gebracht werden.

Der erfindungsgemäße Greifer kann an bekannten Manipulatoren beliebiger Bauart angeordnet werden, wie beispielsweise an einem Manipulatorarm eines Roboters. Der Manipulator und die Steuerung des Manipulators gehören zum Stand der Technik und sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Greifers werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Greifers mit drei Fingern in einer schematischen Darstellung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Greifers mit vier Fingern, die auf zwei scherenförmig miteinander verbundenen Hebeln angeordnet sind, ebenfalls in einer schematischen Darstellung;

Fig. 3 die konstruktive Ausgestaltung eines scherenförmig ausgebildeten Greifers in einer Aufsicht;

Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Greifers, und

Fig. 5 eine Einzelheit aus Fig. 4 in vergrößerter Darstellung.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Autoglasscheibe 1 handelt es sich um eine Dreieckscheibe, wie sie in dieser oder ähnlicher Form in Kraftfahrzeugen häufig verwendet wird. Selbstverständlich lassen sich aber nicht nur derartige Dreieckscheiben, sondern Glasscheiben beliebiger Form mit dem erfindungsgemäßen Greifer erfassen und manipulieren.

Der in Fig. 1 in seinem prinzipiellen Aufbau dargestellte Greifer umfaßt eine Grundplatte 2, die über einen Flansch 3 mit einem nicht dargestellten Manipulator verbunden ist. An der Grundplatte 2 sind zwei Arme 4, 5 starr befestigt. Der Arm 5 trägt an seinem Ende einen senkrecht zu der Ebene der Grundplatte 2 vorstehenden Finger 6, und der Arm 5 einen parallel zu dem Finger 6 ausgerichteten vorstehenden Finger 7. Ferner ist an der Grundplatte 2 in einer senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen den Fingern 6 und 7 verlaufenden Richtung ein Arm 8 angeordnet, an dem ein Finger 9 in der Richtung des Doppelpfeiles F verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebung des Fingers 9 innerhalb des Führungsschlitzes 10 des Armes 8 erfolgt mit Hilfe eines Druckzylinders 11, der auf der Grundplatte 2 befestigt ist und dessen Kolbenstange 12 an dem Finger 9 angreift.

Im dargestellten Fall ist die Glasscheibe 1 zwischen den Fingern 6, 7 und 9 eingeklemmt und kann so mit dem - nicht dargestellten - Manipulator umgesetzt werden. Zum Freigeben der Glasscheibe 1 wird zunächst der Finger 9 mit Hilfe des Druckzylinders 11 von der Glaskante gelöst und in seine äußere Endstellung verbracht. Sodann wird der Greifer mit Hilfe des Manipulators eine kurze Strecke in Richtung des Pfeiles G bewegt, um die beiden Finger 6 und 7 von der Glasscheibe zu lösen. Sodann wird der Greifer mit Hilfe des Manipulators von der Glasscheibe zurückgezogen. Zum Erfassen der Glasscheibe 1 verlaufen die einzelnen Bewegungsabschnitte in umgekehrter Richtung und Reihenfolge.

Fig. 2 zeigt einen scherenförmig ausgebildeten Greifer mit vier Fingern 15, 16, 17, 18, von denen die Finger 15 und 17 an den beiden Enden des einen Hebels 19, und die Finger 16 und 18 an den beiden Enden des anderen Hebels 20 angeordnet sind. Die beiden Hebel 19 und 20 sind scherenartig miteinander verbunden. Die Hebel 19, 20 lassen sich mit Hilfe eines Druckzylinders 21 öffnen und schließen, so daß auf diese Weise die Glasscheibe 1 zwischen den vier Fingern 15, 16, 17, 18 eingeklemmt wird. Die Bewegung der Kolbenstange 22 wird über zwei einerseits an der Kolbenstange 22 und andererseits an dem Hebel 19 bzw. dem Hebel 20 angelenkte Schubstangen 23 und 24 auf die Scherenhebel 19, 20 übertragen. Der Druckzylinder 21 ist ebenso wie die Achse 25 der Scherenhebel an einer Grundplatte 26 befestigt. Die Grundplatte 26 ihrerseits ist mit einem Flansch 27 versehen, mit dem sie an einem geeigneten Manipulator befestigt ist.

Ein ebenfalls nach dem Scherenprinzip aufgebauter Greifer ist in Fig. 3 mit seinen konstruktiven Einzelheiten dargestellt. Der Hebel 19 trägt wiederum in seinen Endbereichen die beiden Finger 15 und 17, während der Hebel 20′ die Finger 16 und 18 trägt. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Hebel 20′ im Drehpunkt abgekröpft, und die beiden Arme des Hebels bilden miteinander einen Winkel Alpha von etwa 135 Grad. Aufgrund dieser abgekröpften Hebelform ist dieser Greifer für bestimmte Scheibenformen besonders geeignet. Um die Anpassung an die jeweils zu transportierenden Scheibengrößen zu erlauben, sind die Finger 15, 16 und 18 auf den Hebeln 19, 20′ lösbar befestigt, so daß sie an verschiedenen Stellen auf den Hebeln angeordnet werden können. Zu diesem Zweck sind die Hebel 19, 20′ mit einer Reihe von Bohrungen 29 für die Aufnahme der Finger versehen. Die Befestigung der Finger in den Bohrungen 29 erfolgt mit Hilfe von Schraubenbolzen 30 und Flügelmuttern 31.

Der auf der Grundplatte 26 befestigte pneumatische Zylinder 21 betätigt über die Kolbenstange 22 und den Gelenkkopf 32 die Schubstangen 23 bzw. 24, die ihrerseits über Zapfen 33 bzw. 34 mit dem Hebel 19 bzw. 20′ gelenkig verbunden sind. Der Flansch 27 ist auf geeignete Weise mit dem nicht dargestellten Manipulator verbunden.

Wie insbesondere aus Fig. 4 im einzelnen hervorgeht, sind die beiden Hebel 19 und 20′ über geeignete Axiallager 36 und über das Drehlager 38, das eine axiale und radiale Lagerung gewährleistet, drehbar an der Grundplatte 26 befestigt.

Auf dem Hebel 19 ist ferner ein pneumatischer Druckzylinder 40 angeordnet, dessen Kolbenstange 41 einen Stößel 42 betätigt, der durch die Führungsstange 43 gegen Verdrehen gesichert ist. Der von dem Druckzylinder 40 betätigte Stößel 43, der auf seiner Unterseite mit einem elastischen Belag 44 versehen ist, dient dazu, nach dem Öffnen des Greifers die Glasscheiben an die Unterlage bzw. an die zuvor abgestellten Glasscheiben anzudrücken.

Die Finger 15 bis 18, die die Glasscheiben einklemmen, sind kreiszylinderförmig ausgebildet und über Rillenkugellager 47 auf dem Bolzen 30 drehbar gelagert. Durch diese drehbare Lagerung der Finger werden Relativbewegungen zwischen der Oberfläche der Finger und der Glasscheibenkante beim Schließen der Schere, und damit ein Verschleiß der Fingeroberfläche, vermieden. Die Außenfläche der Finger wird von einem Hohlzylinder 46 aus einem gummielastischen Kunststoff gebildet. Der gummielastische Kunststoff dieses Hohlzylinders 46 hat eine Shore-Härte von 60 bis 70. Unter diesen Bedingungen drückt sich das Material des Hohlzylinders 46 unter der Wirkung der von dem Druckzylinder 21 aufgebrachten Klemmkraft an den Kontaktstellen mit den Glasscheiben 1 ein, wie es in Fig. 5 vergrößert dargestellt ist. Um zu verhindern, daß die unterste Glasscheibe 1 beim Schließen des Greifers nach unten gedrückt wird und eventuell aus dem Greifer herausfällt, ist an der unteren Stirnwand des Bolzens 30 jedes Fingers eine kreisförmige Scheibe 48 mit Hilfe einer Schraube 49 befestigt, die beim Klemmvorgang unter die unterste Glasscheibe 1 greift. Die Scheibe 48 weist auf ihrer an dem Bolzen 30 anliegenden Seite einen konzentrischen Vorsprung 50 auf. Dieser sorgt dafür, daß zwischen der unteren Stirnfläche des Hohlzylinders 46 und der gegenüberliegenden oberen Fläche der Scheibe 48 ein Abstand A von etwa 2 mm verbleibt, damit das Material des Hohlzylinders 46 nicht durch die Scheibe 48 beim Greifen der Glasscheiben an der erforderlichen Komprimierung gehindert wird. Außerdem ist die Scheibe 48 an ihrer Umfangsfläche 51 abgeschrägt, um auf diese Weise leicht unter die unterste Glasscheibe greifen zu können.

Im dargestellten Fall wird jeweils ein Glasscheibenpaket von sechs aufeinanderliegenden Glasscheiben 1 ergriffen und insgesamt aufgestapelt oder an eine andere Stelle verbracht. Selbstverständlich ist die beschriebene Greifeinrichtung auch in der Lage, einzelne Glasscheiben oder Glasscheibenpakete mit unterschiedlicher Anzahl von Glasscheiben zu greifen und umzusetzen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Handhaben von Glasscheiben kleiner Abmessungen, insbesondere zum Auf- und Abstapeln oder zum Umsetzen von kleinen Autoglasscheiben innerhalb einer Fertigungslinie, mit einem an einem Manipulator angeordneten Greifer, dadurch gekennzeichnet, daß der die Glasscheiben fassende Greifer wenigstens drei parallel zueinander ausgerichtete Finger (6, 7, 9; 15, 16, 17, 18) aufweist, die in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen die zu ergreifenden Glasscheiben (1) mit ihren flächenmäßigen Abmessungen Platz finden, und daß wenigstens ein Finger unter Verkürzung und Verlängerung des Abstandes zu den anderen Fingern derart bewegbar ist, daß die Glasscheiben (1) von den Fingern auf ihrer Umfangsfläche erfaßt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Finger (6, 7) gegebenenfalls über Arme (4, 5) an einer Grundplatte (2) starr angeordnet sind, und ein Finger (9) in einer Richtung senkrecht zu der die beiden Finger (6, 7) miteinander verbindenden Linie mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders (11) verschiebbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer vier Finger (15, 16, 17, 18) aufweist, daß die Finger in den Endabschnitten zweier scherenartig miteinander verbundener Hebel (19, 20) angeordnet sind und daß die beiden scherenartig miteinander verbundenen Hebel (19, 20) zum Greifen und Freigeben der Glasscheiben eine Schwenkbewegung um das Scherengelenk ausführen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung der Schwenkbewegung der scherenartig miteinander verbundenen Hebel (19, 20) ein auf einer Grundplatte (26) angeordneter Druckzylinder (21) vorgesehen ist, dessen Kolbenstange (22) über zwei Schubstangen (23, 24) auf die Hebel (19, 20) wirkt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Finger (15, 16, 18) auf den Hebeln (19, 20′) in deren Längsrichtung veränderbar ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Finger (6, 7, 8; 15, 16, 17, 18) so gewählt ist, daß ein Paket von mehreren aufeinanderliegenden Glasscheiben ergriffen werden kann.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (6, 7, 8; 15, 16, 17, 18) eine kreiszylindrische Gestalt haben und um die Zylinderachse vorzugsweise über Kugellager (4) drehbar gelagert sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (6, 7, 8; 15, 16, 17, 18) von einem Überzug (46) aus einem gummielastischen Kunststoff mit einer Shore-Härte von 60-70 umgeben sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der unteren Stirnseite eines jeden Fingers eine Scheibe (48) mit dem Durchmesser des Überzugs (46) angeordnet ist, die unter die unterste Glasscheibe (1) greift.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer mit einem von einem Druckzylinder (40) betätigten Stößel (42) zum Andrücken der abgelegten Glasscheiben gegen ihre Unterlage aufweist.