DE3822434C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wechselsystem für Greiferbacken von Handhabungsgeräten, insbesondere Montagerobotern, mit einem Greiferkopf mit mindestens zwei auswechselbaren Greiferbacken, für deren lagegenaue Arretierung im Greiferkopf jeweils mindestens eine Bohrung vorgesehen ist, in die jeweils ein Stift des Greiferbackens eingreift, der mittels eines zwischen einer Auswechsellage und einer Spannlage bewegbaren, mit einer angepaßten Arretierformung unter Druck zusammenwirkenden Arretierkörpers gehalten ist, wobei jeder Greiferbacken eine erste Fixierformung aufweist, die mit entsprechend zugeordneter Paßformung eines Magazins zusammenwirkt, welches für die Bereitstellung unterschiedlicher Greiferbacken mehrere Paßformen aufweist.

Ein derartiges Wechselsystem für Greiferbacken ist aus der DE-OS 35 13 893 bekannt. Die Greiferbacken des Greifers weisen einen sich in ihrer Längsrichtung erstreckenden Kupplungsschaft auf, der verdrehsicher in eine Schnellwechselkupplung eines Halters des Greiferkopfes des Greifers eingesetzt werden kann. Zur Sicherung der Greiferbacken in den Haltern des Greiferkopfes ist eine Rastkugel vorgesehen, die in eine Ringnut des Kupplungschaftes eingreift. Zur Ablage der Greiferbacken in einem Magazin des Wechselsystems ist vorgesehen, daß die Greiferbacken zwischen dem Kupplungsschaft und ihrer Greifzone eine Einschnürung aufweisen, welche mit kammartig schlitzförmigen Ausnehmungen, deren Weite dem rechteckigen Querschnitt der Greiferbacken im Bereich ihrer Einschnürungen angepaßt ist, zusammenwirken.

Nachteilig an dem bekannten Wechselsystem für Greiferbacken ist, daß die Greiferbacken zur Ablage im Magazin seitlich in das Magazin eingefahren werden müssen. Dies bringt in nachteiliger Art und Weise eine komplizierte und nur langsam auszuführende Absetzbewegung des Greifers mit sich. Außerdem ist beim bekannten Wechselsystem eine exakte horizontale Lagesicherung der Greiferbacken im Magazin nicht gewährleistet.

Aus der DE-OS 37 31 884 ist eine Greiferwechselvorrichtung für die Greifarme eines Industrieroboters bekannt, bei der ein oberer, armseitiger Adapter und ein unterer, greiferseitiger Adapter über eine konische Kolbenstange gegeneinander verspannt werden. Im oberen Adapter sind konische Indexstifte angebracht, welche beim Kupplungsvorgang in entsprechende Bohrungen des unteren Adapters eingreifen. Nachteilig an dieser bekannten Greiferwechselvorrichtung ist, daß eine Lagesicherung im Magazin der Greiferwechselvorrichtung nicht vorgesehen ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Austausch der auswechselbaren Greiferbacken EDV-gesteuert exakt durchführen zu können, wobei jeweils die zugeordneten speziellen Greiferbacken im Greiferkopf lageexakt eingesetzt werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenden Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß der Stift zwischen Greiferkopf, Greiferbacken und Magazin durchgehend ausgebildet ist. Das untere freie Ende des Stiftes wird in einer Paßausnehmung des Magazins aufgenommen, so daß hier eine exakte Feststellung des Greiferbackens bei der Ablage erfolgt. Dies bewirkt in besonders vorteilhafter Art und Weise eine besonders lagegenaue Aufbewahrung.

Durch diese lagegenaue Aufbewahrung der nicht im Einsatz befindlichen Greiferbacken im Magazin wird gleichzeitig auch eine exakte lagegenaue Übernahme der Greiferbacken vom Magazin in den Greiferkopf gewährleistet, wobei der Greiferbackenaustausch vollautomatisch EDV-gesteuert entsprechend den Montageerfordernissen vorgenommen werden kann.

Konstruktiv besonders einfach kann der Arretierkörper als axial verschiebbarer Bolzen mit vorzugsweise kreiskegel- oder angenähert halbkugelförmigem Ende ausgebildet sein, wobei dann die Arretierformung des zugeordneten Greiferbackens eine angepaßte Ausnehmung ist, vorzugsweise mit einer Kreiskegelfläche. Durch das Einsetzen des Bolzenendes in diese angepaßte Ausnehmung erfolgt dann eine reproduzierbare exakte Lagefixierung des zugeordneten Greiferbackens.

Vorteilhafterweise kann der Bolzen über einen Arbeitszylinder verschiebbar sein und z. B. als Teil insbesondere der Kolbenstange mit dem Arbeitszylinder integriert sein, um so Konstruktionsgewicht und die Anzahl der erforderlichen Teile möglichst niedrig zu halten.

Die Verschiebung des Bolzens kann aber auch über einen Servomotor oder einen Magneten, bspw. gegen die Wirkung einer Feder erfolgen.

Billig und exakt herstellbar kann der Greiferkopf eine Bohrung aufweisen und der Greiferbacken als Fixierformung als einen Stift, wobei dann der vorzugsweise als Bolzen ausgebildete Arretierkörper senkrecht zur Bohrung geführt ist und sein Ende quer in diese Bohrung bewegbar ist, wobei dann der Stift des Greiferbackens die angepaßte Ausnehmung aufweist, in der das Ende des Arretierkörpers unter Druck einsitzt.

Hohe seitliche Kräfte und auch Drehmomente können dann ohne Einfluß auf die Lage der Greiferbacken übertragen werden, wenn diese gegenüber dem Greiferkopf durch zwei im Abstand voneinander vorgesehene weitere Fixierformungen, z. B. vorzugsweise in Form von Bolzen und Bohrungen reproduzierbar ausgerichtet sind.

Eine lagegenaue Positionierung der Greiferbacken sowohl im Greiferkopf als auch im Magazin kann dadurch gewährleistet werden, daß als weitere Fixierformung des Greiferbackens und als Paßformung des Magazins im Abstand voneinander angeordnet mindestens zwei Bolzen in jedem Greiferbacken und diesen zugeordnet zwei Bohrungen im Magazin vorgesehen sind. Es ist in vorteilhafter Art und Weise jedoch auch möglich, diese Anordnung der Bolzen und Bohrungen im Greiferbacken und im Magazin zu variieren. Bezüglich der Ausrichtung der Greiferbacken im Greiferkopf und im Magazin dienen vorteilhafterweise die gleichen zueinander fluchtenden Ausrichtmittel. Hierzu ist zweckmäßigerweise der Greiferbacken von einem als Zylinderstift ausgebildeten Stift durchragt, und im oberen vom Greiferkopf aufnehmbaren Teil ist dann die an das Ende des Arretierkörpers angepaßte Ausnehmung vorgesehen und der untere, aus dem Greiferbacken herausragende Teil des Stifts ist als Fixierung in der als Bohrung ausgebildeten Paßausnehmung des Magazins aufnehmbar.

Besonders preiswert herstellbar und leicht montierbar kann im Magazin als Paßformung ein Paßstift und im Greiferbacken eine Bohrung vorgesehen sein. Ferner kann fluchtend zum Paßstift des Magazins und der Bohrung des Greiferbackens im Greiferkopf als weitere Fixierung ein weiterer Paßstift vorgesehen sein, der in die Bohrung des Greiferbackens ragt und so eine lagegenaue Positionierung gewährleistet.

Üblicherweise sind symmetrisch am Greiferkopf zwei gegeneinander bewegbare Greiferbacken vorgesehen und es sind dann auch entsprechend im Magazin jeweils Plätze für Greiferpaare angeordnet, wobei die Anzahl der Greiferpaare im Magazin nur von dessen Abmessungen abhängt. Gegebenenfalls kann zum exakten Zugriff das Magazin gegenüber dem Greiferkopf verschiebbar sein, wenn die Reichweite des Handhabungsgeräts dies erforderlich macht.

Zur sicheren aber leicht austauschbaren Halterung der Greiferbacken im Magazin können seitlich an diesem Schnapphalter für jeden Greiferbacken vorgesehen sein, wobei dann jeder Greiferbacken zugeordnet eine Rastausnehmung aufweist. Als Schnapphalter kann besonders vorteilhaft eine federbelastete Kugel dienen, die ggf. einstellbar an einer Befestigung des Magazins angeordnet sein kann.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines auf einem Magazin aufgesetzten Greiferkopfes teilweise geschnitten und

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein teilweise mit Greiferbacken bestücktes Magazin.

Ein Greiferkopf 1 kann mit seinem zylindrischen Vorsprung 19 am Ende eines nicht dargestellten Roboterarms befestigt werden. In seinem Gehäuse 2 sind über Schrauben 8, 9 symmetrisch zwei Pneumatikzylinder 6, 6′ befestigt, über die jeweils ein Arretierkörper in Form eines Bolzens 7 mit kreiskegelförmigem Ende quer zur Greiferkopfachse 20 verschiebbar ist.

Im Gehäuse 2 sind symmetrisch für jeweils einen Greiferbacken 3, 3′ Ausnehmungen in Form einer Bohrung 21 vorgesehen, die parallel zur Greiferkopfachse 20 verlaufen. Mit Abstand von dieser Bohrung 21 sind im Gehäuse 2 für jeden Greiferbacken 3, 3′ ein nach unten aus dem Gehäuse 2 ragender Schwertstift 5 eingepreßt, der in eine Ausnehmung 22 des zugeordneten Greiferbackens 3 ragt.

Die Greiferbacken 3, 3′ selbst sind jeweils von einem Zylinderstift 4 durchragt, dessen oberer Teil einen in der Bohrung 21 passend aufgenommenen Vorsprung 23 und dessen unterer aus dem Greiferbacken 3 vorstehenden Teil eine Fixierformung 24 abgibt, die in eine Paßausnehmung 25 eines Magazins 11 eingesetzt werden kann.

Der Zylinderstift 4 ist seitlich mit einer trichterförmigen Arretierformung 26 versehen, in der das freie angepaßte Ende des Bolzens 7 einsitzt. Damit ist der Greiferbacken 3 über den Zylinderstift 4 reproduzierbar lagegenau festgehalten, wenn unter Druckbeaufschlagung oder Federbelastung des zugeordneten Pneumatikzylinders 6 der Arretierkörper in Form des Bolzens 7 in Richtung der Bohrung 21 kraftbeaufschlagt wird.

Auf der Oberseite des Magazins 11 ist fluchtend zum Schwertstift 5 ein als Paßvorsprung dienender zweiter Zylinderstift 12 eingepreßt, der in die Ausnehmung 22 des Greiferbackens 3 hineinragt, so daß der Greiferbacken 3 auch im Magazin 11 lagegenau abgesetzt werden kann. Hierzu dient noch ein federbelastetes Druckstück 17, das über eine Mutter 18 einstellbar seitlich am Magazin 11 in einer Befestigung 13 über eine Schraube 16 befestigt ist. Das Druckstück 17 weist eine federbelastete Kugel auf, die in einer seitlich am Greiferbacken 3 vorgesehenen Rastausnehmung 27 einrasten kann und so den Greiferbacken 3 festhält, wenn der Bolzen 7 über den Pneumatikzylinder 6 bzw. 6′ zurückgezogen und so der Zylinderstift 4 im Gehäuse 2 freigegeben wird.

Das Magazin 11 besteht aus einer Grundplatte 10 mit Seitenplatten 28, 28′, die auf ihrer Oberseite die Paßausnehmungen 25 und die Zylinderstifte 12 aufweisen.

Wie in Fig. 2 ersichtlich, weisen die Spannbacken 3, 3′ auf ihren einander zugekehrten Seiten unterschiedliche Halterillen 29, 29′ oder Formaussparungen auf, um so unterschiedliche Werkstücke durch Gegeneinanderverschieben der Greiferbacken 3, 3′ robotergesteuert aufzunehmen, zu transportieren, zu montieren und nach der lagegenauen Montage freizugeben. Zur Montage unterschiedlicher Teile können die für die Montage gerade erforderlichen Greiferbacken 3, 3′ im Magazin 11 ausgetauscht werden.

Claims (10)

1. Wechselsystem für Greiferbacken von Handhabungsgeräten, insbesondere Montagerobotern, mit einem Greiferkopf mit mindestens zwei auswechselbaren Greiferbacken, für deren lagegenaue Arretierung im Greiferkopf jeweils mindestens eine Bohrung vorgesehen ist, in die jeweils ein Stift des Greiferbackens eingreift, der mittels eines zwischen einer Auswechsellage und einer Spannlage bewegbaren, mit einer angepaßten Arretierformung unter Druck zusammenwirkenden Arretierkörpers gehalten ist, wobei jeder Greiferbacken eine erste Fixierformung aufweist, die mit entsprechend zugeordneter Paßformung eines Magazins zusammenwirkt, welches für die Bereitstellung unterschiedlicher Greiferbacken mehrere Paßformungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Greiferbacken (3, 3′) vom jeweiligen Stift (4) durchragt ist, daß der unten aus dem Greiferbacken (3, 3′) herausragende Teil (24) des Stiftes (4) als die erste Fixierformung in der als Bohrung ausgebildeten zugeordneten Paßformung (25) des Magazins (11) aufnehmbar ist, und daß jeder Greiferbacken (3, 3′) weitere Fixierformungen (5, 12; 22) aufweist, die im Abstand von der ersten Fixierformung (24) angeordnet sind und mit jeweils entsprechenden Paßformungen im Greiferkopf (1) und im Magazin (11) zusammenwirken.

2. Wechselsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fixierformungen des Greiferbackens als Vorsprünge (5, 12) bzw. Ausnehmungen (22) ausgebildet sind.

3. Wechselsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fixierformungen (5, 12; 22) fluchtend ausgerichtet sind.

4. Wechselsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Arretierkörper (7) ein gesteuert verschiebbarer Bolzen mit vorzugsweise kreiskegel- oder etwa halbkugelförmigem Ende ist, und daß die Arretierformung (26) des zugeordneten Greiferbackens (3, 3′) eine angepaßte Ausnehmung ist, vorzugsweise mit einer Kreiskegelfläche, in der das Ende des Arretierkörpers (7) unter Druck einsitzt.

5. Wechselsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (7) über einen Arbeitszylinder (6, 6′) verschiebbar ist bzw. als Teil, insbesondere der Kolbenstange, mit dem Arbeitszylinder integriert ist.

6. Wechselsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Magazin (11) als Paßformung ein zylindrischer Stift (12) und im Greiferbacken (3, 3′) eine Bohrung (22) vorgesehen ist.

7. Wechselsystem nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß fluchtend zum zylindrischen Stift (12) des Magazins (11) und der Bohrung (22) des Greiferbackens (3, 3′) im Greiferkopf (1) ein Schwertstift (5) vorgesehen ist, der in die Bohrung (22) des Greiferbackens (3, 3′) ragt.

8. Wechselsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch am Greiferkopf (1) zwei Greiferbacken (3, 3′) vorgesehen sind und entsprechend auch im Magazin jeweils Platz für Greiferpaare vorgesehen ist.

9. Wechselsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich am Magazin Schnappschalter (17, 18) für jeden Greiferbacken (3, 3′) vorgesehen sind und daß jeder Greiferbacken (3, 3′) zugeordnet eine Rastausnehmung (27) aufweist.

10. Wechselsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Schnappschalter federbelastete Kugeln dienen, die einstellbar an einer Befestigung (13) des Magazins (11) angeordnet sind.