DE3905466A1 - Kraftbetriebener zangenartiger werkzeugtraeger fuer handhabungsgeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kraftbetriebenen zangenartigen Werk­ zeugträger für Handhabungsgeräte.

Unter einem Handhabungsgerät, landläufig "Roboter", soll ein Gerät verstanden werden, das programmgesteuert Bewegungen in Richtung meh­ rerer Freiheitsgrade ausführen kann. Ein bekanntes Beispiel sind Schweißautomaten, die an vorgegebenen Stellen von Kraftfahrzeugka­ rossen Punktschweißungen setzen. Dabei wird die Karosse oder, allge­ meiner, das Werkstück in einer vorbestimmten Position abgestützt, wodurch ein räumliches Bezugs-Koordinatensystem gegeben ist, gemäß dem der Automat programmiert wird. Beim Schweißen üben beide Elek­ troden gleiche, entgegengesetzt gerichtete Kräfte auf das Werkstück aus, so daß dieses nicht deformiert, etwa durch eine Biegebelastung, wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkzeugträger für derartige Handhabungsgeräte für die Ausführung von Arbeitsgängen zu schaffen, bei denen einseitig wirkende Kräfte auftreten können.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Nockenbahnkopf bestimmt dabei durch den Verlauf der je­ weiligen Nockenbahnen den Bewegungsablauf der einzelnen (mindestens zwei) Zangenglieder, wobei jedoch nur ein einziger Antrieb vorgesehen zu sein braucht.

Die Unteransprüche definieren zweckmäßige Weiterbildungen des in Pa­ tentanspruch 1 zusammengefaßten Konzepts.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen weitgehend schematisiert dargestellt.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in teilgeschnittener Seitenansicht einen Werkzeugträger gemäß der Erfindung in drei aufeinanderfolgenden Etappen des Bewegungsablaufs.

Als Beispiel wird angenommen, daß ein Blechteil 10 mit einem Blech­ winkel 12 mittels Durchsetzfügung verbunden werden soll; die hierfür verwendeten Werkzeuge sind im einzelnen in der Europäischen Patent­ schrift 77 932 beschrieben. Es genügt daher die nachfolgende Kurzbe­ schreibung:

Die zu verbindenden Bleche werden auf einer Matrize 14 abgestützt, während ein Stempel von der andern Seite her die Bleche einschneidet und in den Matrizenhohlraum durchsetzt, wonach das durchgesetzte Ma­ terial seitlich gebreitet wird; danach wird der Stempel 16 wieder zurückgezogen, und die Matrize wird vom Werkstück gelöst.

Der Werkzeugträger umfaßt einen Sockel 20, der an einem Arbeitsarm (nicht gezeigt) eines Handhabungsgeräts in vorgegebener Position be­ festigt werden kann, z.B. durch Verschrauben. Damit ist die Lage des Sockels relativ zu den Arbeitsachsen des Handhabungsgeräts festge­ legt. Es sei angenommen, daß der Arbeitsarm in Richtung einer Achse 22 verlagerbar sei und um diese Achse schwenken kann. Bei der Pro­ grammierung wird davon ausgegangen, daß die Unterseite des Blechs 10 die Bezugsebene ist, in der die Achse 22 liegen soll, und daß der Sockel 20 um die Achse 22 so gedreht wird, daß die Achse 24 des Ge­ lenks 26 parallel zu dieser Bezugsebene verläuft. Wenn, wie hier vorgesehen, die Achse 22 die Gelenkachse 24 senkrecht schneidet, wird die Programmierung vereinfacht.

Abweichend von der vorgestellten Konstruktion können aber auch meh­ rere Gelenke vorgesehen sein, die vorzugsweise zueinander parallele Achsen aufweisen.

Um die Achse 24 schwenkbar sind zwei Zangenglieder 30 und 32, von denen das Zangenglied 30 die Matrize 14 und das Zangenglied 32 den Stempel 16 trägt. Die Zangenglieder sind als zweiarmige Hebel ausge­ führt. Das den Werkzeugen - Matrize bzw. Stempel - abgewandte freie Ende ist jeweils mit einem Nockenfolger 34 bestückt, dessen Ein­ griffsfläche 36 abgerundet ist.

Am Sockel ist ein Arbeitszylinder, vorzugsweise ein Hydraulikzylinder 40 montiert, dessen Kolben einen Nockenbahnkopf 42 trägt. Der Noc­ kenbahnkopf ist auswechselbar zur Anpassung an unterschiedliche, an den Zangengliedern montierbare Werkzeuge. Der Nockenbahnkopf weist Nockenbahnen 44, 46 auf, jeweils eine für jedes Zangenglied, dessen Nockenfolger an der zugeordneten Nockenbahn mittels einer Vorspann­ feder 48 in Anlage gehalten wird.

In der Ausgangsposition nach Fig. 1 ist der Werkzeugträger in seiner Offenstellung, so daß er längs der Achse 22 über den Blechwinkel 12 in Arbeitsposition verfahren werden kann. Wird dann der Arbeitszy­ linder 40 betätigt, so wird zunächst das Zangenglied 30 durch die Nockenbahn 44 in seine Endlage verschwenkt, in der die Matrize gerade an der ihr zugekehrten Seite des Blechs 10 zur Anlage kommt. Zugleich wird der Stempel stetig dem Blechwinkel 12 genähert. Bei weiterem Hub des Arbeitskolbens bleibt das Zangenglied 30 stehen (der entspre­ chende Abschnitt der Nockenbahn 44 verläuft parallel zur Bezugswebe­ ne), während die Nockenbahn 46 den Stempel 16 in die in Fig. 3 dar­ gestellte Position verschwenkt, in der der Fügevorgang beendet ist. Beim Rückhub des Arbeitskolbens verlaufen die Bewegungen der Zang­ englieder in umgekehrter Reihenfolge.

Es versteht sich, daß nicht nur - wie im Ausführungsbeispiel - zwei, sondern noch mehr Zangenglieder simultan betätigt werden kön­ nen. So könnte beispielsweise ein weiteres Zangenglied ein Auswerfe­ relement aufweisen, das das Werkstück aus der Matrize löst. Ferner könnte man auf die Vorspannfedern verzichten, wenn die Nockenfolger in kanalartigen Nockenbahnen zwangsgeführt würden.

Claims (4)

1. Kraftbetriebener zangenartiger Werkzeugträger für Handha­ bungsgeräte, umfassend:

• einen in definierter Position mit dem Handhabungsgerät verbind­ baren Sockel (20),
• am Sockel angelenkte Zangenglieder (30, 32) in Form zweiarmiger Hebel, an deren Arbeitsende Werkzeuge (14, 16) befestigbar sind und an deren Antriebsende Nockenfolger (34) angeordnet sind,
• einen am Sockel montierten Arbeitszylinder (40) zum Verlagern eines Nockenbahnkopfes (42) im wesentlichen senkrecht zu der Anlenk­ achse (24), welcher Nockenbahnkopf für jedes Zangenglied eine eigene Nockenbahn (44, 46) aufweist, an der der zugeordnete Nockenfolger anliegt.

2. Werkzeugträger nach Anspruch 1 mit koaxial angeordneten La­ gern (24) für alle Zangenglieder (30, 32).

3. Werkzeugträger nach Anspruch 2, der in einer solchen Posi­ tion mit dem Handhabungsgerät verbindbar ist, daß eine Bezugsachse (22) desselben die Lagerachse (24) senkrecht schneidet.

4. Werkzeugträger nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Nockenfolger elastisch in Anlage an den zugeordneten Nocken­ bahnen gehalten sind.