DE4131602A1

DE4131602A1 - Halterung eines greifers an einem roboter sowie roboter mit der halterung

Info

Publication number: DE4131602A1
Application number: DE19914131602
Authority: DE
Inventors: Heinrich Greulich
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1991-09-23
Publication date: 1993-03-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung wenigstens eines Greifers an einem Träger am Ende eines Montagearms eines Roboters sowie einen Roboter mit der Halterung.

Zur Montage von aus mehreren Teilen zuammengesetzten Ge räten werden immer mehr Roboter benutzt, die einen Monta gearm aufweisen, an dessen Ende mindestens ein Greifer zur Erfassung von Teilen für das Gerät angeordnet ist.

Bei einem bekannten Roboter befindet sich am Ende einer Spindel ein Flansch, an dem ein Träger oder mehrere Trä ger für jeweils einen Greifer befestigt sind. Wenn die zu montierenden Teile des Gerätes relativ klein sind, sind auch mit schlanken Fingern versehene Greifer vorgesehen, wobei die Finger der Greifer pneumatisch be tätigt werden. Zum Antrieb der Greifer bzw. insgesamt des Roboters ist eine Programmsteuerung erforderlich, die die Bewegung der Greifer an die entsprechenden vorgeschriebe nen Stellen zur Aufnahme oder Ablage der entsprechenden Teile steuert.

Im Laufe einer solchen Robotermontage läßt sich nicht vermeiden, daß einzelne Teile nicht korrekt an ihrem Platz liegen, so daß die Greifer ins Leere fassen oder im schlimmsten Falle gegen das betreffende Teil stoßen und dabei einer Belastung unterworfen werden, bevor aufgrund dieser zusätzlichen Belastung der gesamte Roboter ab schaltet. Diese Belastung, die eine Biege- oder Stauchbe lastung sein kann, kann dazu führen, daß der Greifer oder darüberhinaus die Halterung oder Teile des Montagearms verbogen werden.

Die Einrichtung des Roboters und insbesondere die Neupro grammierung der Programmsteuerung nach einer solchen Ha varie ist sehr zeitaufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halterung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Verbiegungen der Grei fer bzw. des Trägers vermieden werden. Weiterhin ist Auf gabe der Erfindung, einen Roboter mit der Halterung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Die Greifer sind nicht mehr starr an dem Ende des Monta gearms befestigt, sondern können bei Auftreten einer un vorhergesehenen und übermäßigen Belastung ausweichen, da sie praktisch pendelnd am Ende des Montagearms gehaltert sind.

Durch die Ausgestaltung der Halterung mit der Druckfeder wird eine Vorzentrierung und eine Halterung des Greifers auch dann bewirkt, wenn der Druck der Druckluft abgefal len ist.

Dadurch, daß zur Fixierung des Greifers Druckluft verwen det wird, kann auch eine einfache Sicherheitsabschaltung des Roboters bewirkt werden. Wenn nämlich der Greifer ge gen ein Hindernis anstößt, dann verschwenkt sich die Platte innerhalb der Ausnehmung, so daß die Druckluft aus dem Raum zwischen der Platte und dem Boden der Ausnehmung herausströmen kann, wodurch ein Druckabfall erzeugt wird, der gemäß kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 5 von einem Drucksensor detektiert und zur Abschaltung des Ro boters verwendet werden kann.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Halterung gemäß der Schnittlinie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Halterung gemäß Pfeilrichtung II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Platte in der Hal terung,

Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3 und

Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie V-V der Fig. 2.

An einem schematisch dargestellten Montagearm 10 eines Roboters (nicht näher dargestellt) ist ein Halterungs flansch 11 vorgesehen, an dem mehrere Greifer gehaltert sind, von denen in der Fig. 1 lediglich ein Greifer 12 teilweise dargestellt ist. Zur Halterung des Greifers 12 ist ein Träger 13 vorgesehen, der eine zylindrische Aus nehmung 14 aufweist, die an dem greiferabseitigen Ende mit einer Verschlußplatte 15 verschlossen ist. In die zy lindrische Ausnehmung 14 ist eine Buchse 16 eingebracht und darin mittels einer Fixierplatte 17 festgelegt, wobei zwischen der Stirnkante der Buchse 16 und der Verschluß platte 15 eine Dichtung 18 vorgesehen ist. Die Fixier platte besitzt einen zentralen Durchbruch 19, dessen In nendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der durch die Innenfläche der Buchse 16 begrenzten Ausnehmung 14 ist, wodurch ein Randbord 20 gebildet ist. Zur Verbin dung der Fixierplatte 17, dem Träger 13 und der Verschlußplatte 15 sind Schraubenverbindungen 21 vorgese hen.

Im Inneren der Ausnehmung 14 ist eine Platte 22 angeord net, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Buchse 16 entspricht und größer ist als der Innendurch messer des Durchbruches 19, so daß sich die Platte 22 ge gen den Randflansch 20 anlegen kann.

Die Platte 22 besitzt einen Zentraldurchbruch 23.

In eine Vertiefung 24 eingreifend und darin zentriert ist ein Zylinderkörper 25 eingesetzt, der mit der Platte 22 mittels Schraubenverbindungen 26 verbunden ist. An dem Platte 22 entgegengesetzten Ende des Zylinderkörpers 25 ist an diesem ein Flansch 27 angeformt, an dem ein Flansch 28 des Greifers 12, ebenfalls mittels Schrauben verbindungen 29 befestigt ist. Der Flansch 28 ist mittels weiterer Schraubenverbindungen 30 mit dem Greifer 12 fest verbunden.

Der Zylinderkörper 25 besitzt eine zentrale Sacklochboh rung 31, die mit dem Zentraldurchbruch 23 in der Platte 22 fluchtet; innerhalb dieser Zentralsacklochbohrung 31 befindet sich eine Druckfeder 32, deren eines Ende sich am Boden der zentralen Sacklochbohrung 31 und deren an deres Ende sich über einen Führungskörper 33 an der In nenfläche der Verschlußplatte 15 abstützt.

Der Träger 13 besitzt eine dem Flansch 11 angepaßte Ver tiefung 34, in die der Flansch 11 nach Montage eingesetzt ist; mittels einer Schraube 35 wird der Träger an dem Flansch 11 gehalten.

Die Fig. 2 zeigt den Träger in Pfeilrichtung II, ohne Flansch 11. Seitlich am Träger ist eine Druckluftleitung 36 angeschlossen, die über eine strichliert gezeichnete Bohrung 37 in den Innenraum 38 einmündet. Der Innenraum wird demgemäß unter Druck gesetzt, so daß durch die auf die Platte 22 wirkende Druckluft die Platte 22 dauernd gegen den Randbord 20 gedrückt wird, wodurch der Innen raum 38 zum Durchbruch 19 abgedichtet ist. Die Druckfeder 32 dient dabei im wesentlichen zur Zentrierung und Fest legung der Platte 22 gegen den Randbord 20, wenn der Druck in der Druckluft abfallen sollte.

Die Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht gemäß der Schnitt linie V-V. Die Buchse 16 besitzt einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 39, in dem ein Stift 40 in axialer Richtung geführt ist, der in eine nach außen offene Sack lochöffnung 41 in der Platte 22 eingesetzt ist. Der Stift 40 dient zur Verdrehsicherung der Platte 22.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Platte 22 im Detail. Der Außenrand der Platte 22 ist kegelstumpfförmig ausgebil det, wobei sich die Fläche der Platte 22 mit dem größeren Durchmesser gegen den Randbord 20 anlegt und an dieser Fläche die Vertiefung 24 angeordnet ist. Am Außenumfang besitzt der Rand axial verlaufende Nuten 42, deren Nut grund auf der Zylinderfläche verläuft, die die Seite der Platte 22 mit geringerem Durchmesser begrenzt. Die Seite der Platte mit geringerem Durchmesser ist ebenfalls ko nisch ausgebildet, wobei der Konuswinkel stumpf ist und die Spitze der Konusfläche auf der Mittelachse der Platte 22 liegt.

In der Druckluftleitung 36 befindet sich ein Drucksensor 43, der bei Druckabfall eine Notausschaltvorrichtung 44 zur Ausschaltung des Roboters bzw. des Roboterantriebes ansteuert. Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:

Im normalen Zustand, wenn keine Havarie auftritt, befin det sich der Greifer mit der Platte 22 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung, wobei durch die Druckluft die Platte 22 gegen den Randbord 19 gedrückt ist. Wenn nun aufgrund eines Fehlers auf den Greifer eine Kraft in Pfeilrichtung P₁, oder P₂ einwirkt, dann wird bei einer Kraft in Pfeilrichtung P₁ die Platte 22 von dem Randbord 20 abgehoben oder bei einer Kraft in Richtung P₂ der Greifer 12 und damit die Platte 22 schrägstellt, dann strömt die in dem Innenraum 38 befindliche Druckluft durch die Rillen 22 sowie durch den Durchbruch 19 heraus, wodurch sich innerhalb des Innenraums 38 und damit auch innerhalb der Druckluftleitung 36 ein Druckabfall ergibt, der von dem Drucksensor detektiert wird, so daß über die Ausschaltvorrichtung 44 der Roboter stillgesetzt wird. Da der Greifer 12 so bemessen ist, daß er die Kraft P₂, die durch den Druck im Innenraum 38 auf die Platte 22 und die Kraft der Feder 32 bestimmt ist, aushalten kann, werden Greifer und die damit in Verbindung stehenden Komponenten der Halterung nicht beschädigt, so daß eine Neueinrich tung mit Programmierung des Steuerprogramms des Roboters nicht mehr erforderlich wird.

Die Buchse 16 besteht aus geeignetem Material, vorzugs weise aus Stahl, ebenso wie die Platte 22 aus geschlif fenem Werkzeugstahl besteht.

Wenn mehrere Greifer, beispielsweise sechs Greifer, an dem Flansch 11 befestigt sind, dann werden zweckmäßiger weise drei Greifer aus einer Druckluftleitung mit Druck luft versorgt. Selbstverständlich kann auch jeder Greifer mit einer eigenen Druckluftversorgung ausgestattet sein.

Claims

1. Halterung wenigstens eines Greifers an einem Trä ger am Ende eines Montagearmes eines Roboters, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (12) an einer Seitenflä che einer Platte (22) befestigt ist, die in einer einsei tig geschlossenen Ausnehmung (14) im Träger (13) axial begrenzt zwischen dem Boden der Ausnehmung (14) und einem am offenen Ende der Ausnehmung angebrachten nach innen vorspringenden Randbord (20) mit gegenüber der Ausnehmung (14) verringertem Innendurchmesser verschiebbar geführt ist, und daß der an der dem Greifer entgegengesetzt lie genden Seite der Platte angrenzende Raum (38) der Ausneh mung (14) mit Druckluft befüllbar ist, so daß die Platte (22) abgedichtet gegen den Randbord (20) gedrückt ist.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß an der Platte (22) ein zylindrisches Zwischen stück (25) befestigt ist, das am plattenabseitigen Ende einen Flansch (27) trägt, an dem ein Flansch (28) des Greifers (12) befestigt ist.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Platte (22) einen zentralen Durchbruch (23) und das Zwischenstück (25) eine zum Boden der Ausnehmung hin offene Sacklochbohrung (31) aufweist, in der eine sich gegen den Boden der Ausnehmung (14) abstützende Druckfeder vorgesehen ist.

4. Halterung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Ausnehmung (14) eine Buchse (16) vorgesehen ist, deren Innendurch messer dem Außendurchmesser der Platte (22) entspricht.

5. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Platte (22) an ihrem Außenrand axial verlau fende Rillen (42) aufweist.

6. Halterung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (16) einen axial verlaufenden Schlitz (39) aufweist, in den ein in eine Bohrung (41) der Platte (22) eingesetzter Stift (40) ein greift und darin zu einem Verdrehschutz für die Platte (22) dient.

7. Roboter, an dem die Halterung nach einem der vor herigen Ansprüche angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckluftleitung (36) vorgesehen ist, die in die Ausnehmung (14) einmündet und in der ein Druckluftsensor (43) vorgesehen ist, der bei Absinken des Druckes im In nenraum (38) der Ausnehmung (40) aufgrund einer Verschie bung oder Verdrehung der Platte (22) in der Ausnehmung (14) detektiert und bei Unterschreiten eines bestimmten Schwellenwertes den Roboterantrieb abschaltet und den Ro boter stillsetzt.