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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Greifvorrichtung für haarige Werkstücke, wobei die Vorrichtung
aus einem Basisteil, einem oder mehreren Greifmitteln
und einem relativ zum Basisteil verschiebbaren Teil,
das mit Quetschmitteln für jedes Greifmittel vorgesehen
ist, besteht. Die Greifmittel, gestaltet als längliche
Körper, sind in einem Abschnitt, nahe deren ersten
Enden, zum Ergreifen der Werkstücke angepasst, von den
Quetschmitteln umgeben, entlang ihrer Längsachse
geschlitzt und an ihren zweiten Enden gegen
translatorische Bewegungen in longitudinaler Richtung, bezüglich
des Basisteiles fixiert. Die Schlitze in den
Greifmitteln können durch Bewegen des verschiebbaren Teils in
Richtung des Werkstückes zusammengequetscht werden.
Unter haarigen Werkstücken, die diese Erfindung
umfasst, versteht man vorrangig Textilien, aber auch
andere flexible Materialien mit Haaren, Flor, Fasern
oder Fäden, welche aus der Oberfläche des Materials
herausragen.
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Eine derartige Greifvorrichtung ist aus der
deutschen Offenlegungsschrift 34 33 725 bekannt, die ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum separieren
gestapelter Textilstücke beschreibt. Diese bekannte
Greifvorrichtung jedoch bildet nur einen Bestandteil eines
grossen Greifapparates, der vergleichsweise voluminös
und kompliziert gestaltet ist. Der bekannte Apparat ist
mit einem gefederten Presserfuss versehen, welcher
während des ersten Schrittes des Greifvorganges einen
Abschnitt der Oberfläche des oberen Teiles vom
Textilwerkstückstapel
ergreift. Während die Greifvorrichtung
das betreffende obere Werkstück erfasst, verursacht die
Last des Presserfusses eine Deformation des gesamten
Stapels, wodurch gewisse Verschiebungen zwischen den
oberen Lagen entstehen. In der Zeit, wo die
Quetschvorrichtungen abwärts fahren, erfassen die Greifmittel das
Gewebe, und die Greifvorrichtung zieht dann einen
Abschnitt des oberen Werkstückes hoch, während ein
anderer Abschnitt des oberen Stückes vom Presserfuss
niedergehalten wird. Dann wird der gesamte Apparat
angehoben bis der Stapel vom Presserfuss frei ist. Die
Separation zwischen dem oberen und dem darunterliegenden
Textilstück selbst wird durch eine separate Luftdüse
ausgeführt, die Druckluft entlang der Textilstücke
sowie zwischen das obere und darunterliegende Stück
bläst. Die oben beschriebene Vorrichtung ist vorrangig
für grosse Stücke gedacht und besonders für Werkstücke,
die lange, feine Fasern aufweisen, welche dazu neigen,
die Schichten zu verketteln. Ueberdies hinterlässt die
bekannte Greifvorrichtung unsichtbare Markierungen auf
den gehandhabten Werkstücken, gerade wo verschiedene
Arten von Textilien ohne notwendige Justierung der
Greifmittel zu handhaben sind. Eine Anwendung des
vorbeschriebenen Greifapparates um kleine Textilstücke,
wie Aufnäher, Taschenteile usw., zu handhaben, ist
nicht möglich. Der komplizierte Aufbau verhindert den
Einsatz an Orten mit begrenzter Höhe, wie in
automatischen Nähmaschinen.
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Eine aus der deutschen Auslegeschrift 21 08 401
bekannte Greifvorrichtung hat mit der oben
beschriebenen Vorrichtung gewisse Merkmale gemeinsam. Jedes
Greifmittel ist mit einem Satz von Greiferfingern
versehen, die dem geschlitzten Teil der oben beschriebenen
Greifmittel entsprechen und in einem Gehäuse verschieb
bar montiert sind. Durch ein Gestänge im Gehäuse können
die Greiferfinger zu dem zu greifenden Werkstück
niedergedrückt werden, während es die innere Form des
Gehäuses den aufeinander zugehenden und
zusammendrückenden Fingern ermöglicht, zwischen diesen ein Falte am
Textilstück zu bilden. Die insoweit offenbarte
Greifvorrichtung mag mit einer Druckluftquelle verbunden
sein, welche das Gehäuse versorgt, um das Textilstück
in der Schlussphase der Handhabung loszulassen. Wegen
der Abwärtsbewegung in Richtung des Werkstückes besteht
das Risiko, dass die Finger Markierungen in den
Textilstücken hinterlassen, eventuell sogar das Werkstück
durchdringend. Ferner ist der Aufbau dieser
Greifvorrichtungen kompliziert und verursacht dadurch hohe
Herstellungskosten.
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Gegenstand der Erfindung ist es, eine
Greifvorrichtung, wie in der Einleitung beschrieben,
vorzuschlagen, welche nicht mit den Nachteilen der bekannten
Vorrichtungen belastet ist. D.h. die Vorrichtung muss
in der Lage sein, kleine sowie grosse Textilstücke zu
handhaben; sie soll einfacher und billiger sein und
muss einen kompakteren Aufbau als die bekannten
Vorrichtungen ermöglichen, wobei sie haarige Materialien
verschiedener Arten sicher greifen und handhaben muss,
insbesondere beim Abheben und Separieren einzelner
Stücke von einem Stapel. Ferner gilt es, eine
Greifvorrichtung vorzuschlagen, bei welcher die einzelnen
Greifmittel bewegt werden können.
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Erfindungsgemäss wird dieses erreicht mit einer
Greifvorrichtung der oben beschiebenen Art, wo zwischen
dem Basisteil und dem verschiebbaren Teil ein im
wesentlichen geschlossener Hohlraum vorgesehen ist, dem
Druckgas durch das Basisteil zugeführt wird, und die
Grösse des Spaltes zwischen dem Basisteil und dem
verschiebbaren Teil sehr schmal und hierdurch relativ
luftdicht ist, so dass das Druckgas im Hohlraum
hauptsächlich
durch den dem Hohlraum nächstliegenden
Abschnitt von Schlitzen entweicht, um die Schlitze an den
ersten Enden der Greifmittel zu verlassen, und wobei
für jedes Greifmittel ein Verriegelungsmittel vorhanden
ist, und dass das Verriegelungsmittel durch einen
Schaft mit einem Steuerhebel - auf der
Vorrichtungsoberfläche gegenüber den Greifmitteln angeordnet
- starr verbunden ist.
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Die Druckluft oder ein ähnliches Medium wird über
eine einzelne Einlassöffnung in den Hohlraum der
Greifvorrichtung eingeleitet, von wo aus die Luft zu den
verschiedenen Greifmitteln verteilt werden kann. Der
verschiebbare Teil wird in der Weise bewegt, dass die
Schlitze zusammengequetscht werden und die Greifmittel
das Gewebe des oberen Stückes ergreifen. In diesem
Moment kann automatisch Druckgas durch den Basisteil in
den Hohlraum und von dort weiter durch die Schlitze und
heraus aus den Greifmitteln gelassen werden. Dadurch
gelangt Druckgas durch das obere Teil, die auf das
zweite Teil von oben, unmittelbar darunter liegende,
auftritt. Somit wird eine effiziente Separierung des
oberen Stückes von dem unmittelbar darunter liegenden
erzielt und dadurch vermieden, dass mehr als ein Stück
bei der Handhabung angehoben wird. Das Vorhandensein
eines Verriegelungsmittels für jedes Greifmittel
erlaubt eine separate Betätigung des Greifmittels, indem
die Verriegelungsmittel bedient werden können durch
Drehen der Steuerhebel, die die Greifmittel freigeben
oder arretieren.
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Nun wird mit Bezug auf die Zeichnung ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei:
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Fig. 1 eine Arbeitsstation unter Anwendung der
erfindungsgemässen Greifvorrichtung ist;
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Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gezeigte
Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung ist;
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Fig. 3 eine Unteransicht gemäss Figur 2 ist;
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Fig. 4 ein Teilschnitt der Greifvorrichtung mit
einem Greifmittel und der Verriegelung ist;
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Fig. 5 mit Fig. 3 identisch ist, jedoch der
verschiebbare Teil und die Greifmittel
verschoben wurden und
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Fig. 6 ein vergrösserter Schnitt durch ein Greif-
und ein Quetschmittel ist.
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Eine bevorzugte Ausführung der Greifvorrichtung
gemäss der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt, wo eine
Näharbeitsstation aus einer automatischen Nähmaschine 1
besteht, die mit verschiedenen Textilstücken von einem
Stapel 3, angeordnet auf einem Drehtisch 5, beschickt
wird. Die Stapel 3 sind entlang der Peripherie des
Drehtisches 5 angeordnet, der durch seine Drehung um
eine vertikale Achse einen Stapel 3 in Reichweite des
Handhabungsroboters 7 bringt, welcher einen Arm 8
besitzt, an dessen Ende die Greifvorrichtung 10 montiert
ist.
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Die bevorzugte Ausführung der Greifvorrichtung 10
besteht aus einem Basisteil 12, z.B. aus Aluminium
hergestellt, einem darin befindlichen Pneumatikzylinder 14
mit einem Kolben 16 und einer mit Gewinde versehenen
Kolbenstange 18, die in den verschiebbaren Teil 20
eingeschraubt ist. Der Teil 20 ist durch eine
Sicherungsmutter 22 fixiert. Druckluft zur Bewegung des Kolbens
wird über ein Rohrstück 24 eingeleitet und über einen
Verbindungskanal 26 dem Zylinder zugeleitet. Eine
Abdeckung 27 mit Dichtungen verschliesst den Zylinder 14.
Die Abdeckung 27 kann mit einem Sicherungsring
gesichert sein.
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Der Basisteil 2 kann mit einem Gewindeloch
versehen sein für eine Schraubverbindung mit dem Roboterarm
8; damit ergibt sich die geringstmögliche Gesamthöhe
der Greifvorrichtung. Es sind auch andere Arten der
Montage möglich, z.B. eine nicht dargestellte
Deckplatte, die mit Schrauben am Basisteil anmontiert ist und
eine Zentralbohrung besitzt, in welcher eine Schraube
mit versenktem Kopf mit ihrem Gewindeschaft aufwärts
weist. In letzterem Fall wird die Deckplatte mit der
Zentralschraube zuerst am Roboterarm montiert und
danach wird das Basisteil mit den übrigen Schrauben an
der Deckplatte befestigt.
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Der Basisteil 12 besitzt einen umfangsseitigen
Steg 30, der die Kante 32 so umschliesst, dass der
Spalt 34 zwischen dem Steg 30 und dem Teil 20 sehr
schmal und deshalb relativ luftdicht ist. Im
verschiebbaren Teil 20, welcher in dieser Ausführungsform im
Prinzip quadratisch ist, werden nahe zur Kante 32 an
jeder Ecke Hülsen 36 im Presssitz in Durchgangslöchern
im Teil 20 angeordnet. In jeder Hülse 36 sind
Greifmittel oder Greifer 38 vorgesehen, die durch
Verriegelungsplatten 40 blockiert werden. Eine Nut 42 in jeder
der Verriegelungsplatten 40 kann in den
hinterschnittenen Hals 44 jedes Greifers 38 einrasten. Die
Verriegelungsplatten 40 können mit den Hälsen 44 ausser
Eingriff gebracht werden durch Betätigung eines zentralen
Schalthebels auf der Oberseite des Basisteiles, da eine
Welle 48 die Verriegelungsplatte 40 und den Schalthebel
46 verbindet.
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Jeder Greifer 38, der vorzugsweise aus
Messingrundstäben gefertigt wird, besitzt vier Schlitze 50 und
eine Zentralbohrung 52. Die Anzahl der Schlitze kann
natürlich auch anders sein, praktisch zwischen zwei und
sechs. Sowohl die Schlitze 50 als auch die Bohrung 52
reichen fast bis zum Hals 44. Nahe den freien Enden der
Greifer 38 ist eine konische Fläche 54 vorgesehen,
welche durch Bewegung des verschiebbaren Teils 20 von der
inneren Oberfläche oder der unteren Kante 56 der Hülse
36 - angeordnet im Teil 20 - verstellt wird.
Vorzugsweise der innere Teil der Hülse 36, nächst der
Aussenfläche 54, erweitert sich etwas, um die Abnutzung der
Kante 56 zu reduzieren. Um die Reibung zu vermindern
und die Standzeit der Hülsen 36 sowie der Greifer 38 zu
steigern, werden diese in einem chemischen Verfahren
nickelbeschichtet (chemische Nickelplattierung). Es
wird angemerkt, dass die Greifer 38 während der
Herstellung der Schlitze 50 mittels Sägen oder Fräsen zu
ihrer offenen Position, wie in der Figur dargestellt,
vorgespannt sind und deshalb dazu tendieren, gegen den
Kolben 16 in seiner unteren Position, wie in Fig. 2
sichtbar, zu drücken.
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Die Spitze 58 jedes Greifers ist vorzugsweise
abgeschrägt, um die Führungsbohrungen 60 zu treffen,
die den Zweck haben, die Greifer 38 gegen seitliches
Abdriften zu sichern.
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Auf diese Weise wird ein im wesentlichen
geschlossener Hohlraum 62 zwischen dem Basisteil 12 und
dem verschiebbaren Teil 20 gebildet. Druckgas,
insbesondere Druckluft, kann in den Hohlraum 62 durch den
Kanal 64 im Basisteil 12 geleitet werden. Der Kanal 64
bietet auch die Möglichkeit, ein Vakuum im Hohlraum 62
einzubringen, um Luft durch die Greifer 38 anzusaugen
und dadurch das Gewebe des Werkstückes hochzunehmen.
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Die Funktion der Greifvorrichtung läuft wie folgt
ab. Die am Roboterarm 8 anmontierte Vorrichtung 10 wird
mit einem Stapel 3 auf dem Drehtisch 5 in Kontakt
gebracht.
Gegebenenfalls wird Vakuum, wie oben
beschrieben, über den Kanal 64 angelegt. Sodann wird der
Zylinder 14 mit Druckluft von einer automatisch geregelten
Quelle gefüllt, um den Kolben 16 anzutreiben und
dadurch den Teil 20 abwärts zu fahren, wie in Fig. 2
dargestellt. Damit bewirken die Hülsen 36 das Schliessen
der Greifer 38. Folglich wird das Gewebe des
Werkstükkes gegriffen und Druckluft strömt über den Kanal 64
zu, um den Hohlraum 62 zu füllen. Der gesamte
dynamische Strömungswiderstand des Abschnittes der Schlitze
50, nahe dem Hohlraum 62 und der Zentralbohrung 52 ist
geringer als der entsprechende Widerstand des Spaltes
34 um den verschiebbaren Teil 20 herum, damit der
grössere Anteil der Druckluft die Greifer 38 über den
unteren Abschnitt der Bohrung 52 und der Schlitze 50
verlässt. Während das obere Werkstück des Stapels von
den Greifern 38 gehalten wird, durchdringt dieses einen
Luftanteil, der auf das darunterliegende Stück des
Stapels 3 auftritt, wodurch beide Stücke voneinander
separiert werden. Zur selben Zeit hebt der Roboterarm 8
die Vorrichtung 10 mit dem Werkstück und plaziert es
unter der Nähmaschine. Die Vorrichtung 10 löst sich vom
Werkstück durch Aufwärtshub des Kolbens 16, wie in Fig.
2 sichtbar und die Greifer 38 kehren daher in ihre
Offenstellung zurück. Dieser Vorgang kann durch Ausblasen
von Luft durch die Greifer 38, wie oben beschrieben,
begleitet werden.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung könnte auch in
anderer Gestalt angewendet werden, z.B. bei der
Handhabung längerer Werkstücke durch Plazierung mehrerer
Greifvorrichtungen entlang eines Gestänges, um
Material von Rollen abzuziehen, oder durch Plazierung von
Greifvorrichtungen in unterschiedlicher geometrischer
Anordnung, um verschieden zugeschnittene Textilstücke
zu handhaben. Natürlich sind auch noch andere
Ausführungen
der Erfindung möglich, z.B. dass die
Greifvorrichtung von zylindrischer Gestalt ist.