WO2020115075A1

WO2020115075A1 - Greifersystem für industrieroboter zum greifen von stückgut und verfahren zur steuerung hierfür

Info

Publication number: WO2020115075A1
Application number: PCT/EP2019/083552
Authority: WO
Inventors: Frank Streit
Original assignee: Nordson Corporation
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-06-11
Also published as: DE102018009437A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Greifersystem (1) zum Greifen von Stückgut (7), welches mindestens eine Ausnehmung (8) aufweist, wobei das Greifersystem (1) an einer Vorrichtung befestigt und von dieser in Höhenrichtung oberhalb des Stückguts (7) verlagerbar ist und des Weiteren folgende Aspekte aufweist: a) einen Greiferkörper (2) mit mindestens einem Lochgreifer (3), welcher in die mindestens eine Ausnehmung (8) eingeführt und dort kraftschlüssig und/oder formschlüssig lösbar befestigt werden kann, b) einen den Lochgreifer (3) umschließenden Stabilisator (4) und c) einen Verstellmechanismus (5) für den Stabilisator (4). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines an einer Vorrichtung befestigten und von dieser in Höhenrichtung oberhalb eines Stückguts (7) verlagerbaren Greifersystems (1).

Description

Greifersystem für Industrieroboter zum Greifen von Stückgut und Verfahren zur Steuerung hierfür

Die Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruchs 1 , ein Greifersystem zum Greifen von Stückgut, welches mindestens eine Ausnehmung aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Greifersystems gemäß Patentanspruch 5.

Greifersysteme für Industrieroboter zum Greifen rotationssymmetrischer Teile wie Rollen, Spulen u.a. sind in den verschiedensten Ausführungen seit langem bekannt. Vorwiegend arbeiten diese als Außengreifeinrichtungen und werden in unterschiedlichster Art und Kinematik angetrieben und bewegt. Dabei sind, sofern notwendig, drucksensorische Regelungen des Greifers bei hydraulischen und pneumatischen Greiferantriebssystemen über regelbare Überdruckventile und bei elektromotorischen Antriebssystemen über z. B. Dehnmessstreifen realisiert. Diese drucksensorischen Systeme sind meist aufwendig und stellen zusätzlich, gesonderte Forderungen an die ohnehin schon komplizierte zugehörige Robotersteuerung. Alternativ sind Innengreifeinrichtungen für Rollen und Spulen bekannt, welche aber eine innengreiffähige Wickelhülse oder innere Wickelöffnung voraussetzen.

Aus dem DE 89 00 457.4 U1 ist eine Vorrichtung zur Aufnahme von Lasten, insbesondere von Industrie-Schleifscheiben o. dgl. , bekannt, bei der eine Lastaufnahmevorrichtung aus einem korb- oder käfigartigen Gestell mit mehreren, insbesondere drei, über den Umfang verteilten schwenkbar gelagerten Greifhaken besteht. Innerhalb des Gestells ist ein in Höhenrichtung relativ zum Gestell verlagerbarer Flansch angeordnet, der etwa glockenförmig ausgebildet ist und eine konische Anlauffläche aufweist, an der die Greifhaken, ggf. über Rollen, abgestützt sind. In der abgesenkten Stellung des glockenförmigen Flansches sind die Greifhaken innerhalb des Gestells zurückgezogen, so dass die Vorrichtung in die Aufnahmebohrung des zu hebenden Gegenstandes einführbar ist. Bei angehobenem Flansch werden die Greifhaken nach außen abgespreizt, die Hakennasen stehen radial über das Gestell vor und hintergreifen die Aufnahmebohrung , so dass der Gegenstand auf den Hakennasen ruhend angehoben und transportiert werden kann. Weiterhin greifen an den Greifhaken Zugfedern an, die bestrebt sind, die Greifhaken in Kontakt mit dem Flansch zu halten. Des Weiteren ist ein lösbarer Arretierstift vorgesehen, der den Flansch wahlweise in der abgesenkten bzw. der angehobenen Stellung hält. Die Greifhaken werden also sicher in ihrer abgespreizten Stellung arretiert, so dass ein Herausfallen des angehobenen Gegenstandes, insbesondere der Schleifscheibe, während des Transportes mit Sicherheit ausgeschlossen ist. Zweckmäßigerweise ist am Arretierstift noch eine Haltefeder angeordnet, die den Stift in der jeweiligen Stellung hält, jedoch im lastfreien Zustand ein leichtes Abziehen bzw. Einstecken des Stiftes zulässt. Das käfigartige Gestell besteht aus einem unteren und einem oberen Ringteil, die über mehrere in Höhenrichtung verlaufende Verbindungsstreben miteinander verbunden sind, wobei am oberen Ringteil radial gerichtete Träger angeordnet sind, die mit einem koaxial angeordneten Trag rohr verbunden sind. Der glockenförmige Flansch ist mit einem Rohr verbunden, das koaxial innerhalb des T ragrohrs liegt, relativ zu diesem axial verschiebbar ist und an seinem nach außen ragenden freien Ende den eingesteckten und befestigten Bolzen mit einer T ragöse aufweist. Dadurch ist ein sachgemäßer und unfallfreier Transport, insbesondere von Industrie-Schleifscheiben, die ein verhältnismäßig großes Gewicht aufweisen, mittels eines in die T ragöse eingreifenden Lasthakens und eines Krans oder sonstigem Transportgerät möglich. Es wird lediglich eine Bedienungsperson benötigt und eine Beschädigung der Arbeitsflächen der Schleifscheiben wird mit der als Krangeschirr ausgestalteten Vorrichtung vermieden.

Weiterhin werden bei automatisierten Handhabungsvorrichtungen zum Aufnehmen und Handhaben von leichtem Kleinstückgut häufig Sauggreifer am Manipulatorarm eingesetzt. Kernstück eines solchen Sauggreifers ist ein mit Unterdrück beaufschlagbarer, im Wesentlichen als Saugnapf ausgebildeter Saugkopf, der auf der Oberfläche des jeweiligen Stückguts fest ansaugbar ist. Die Haltekraft ist für leichteres Stückgut mit glatter Oberfläche ausreichend. In der Praxis ist zu gewährleisten, dass ein die Haltekraft erzeugender Unterdrück aufgebaut wird, wofür zum Andocken ein gewisser Anpressdruck des Saugkopfs an die anzusaugende Oberfläche erforderlich ist. Um zu gewährleisten, dass Stückgut mit unregelmäßiger, durch den Saugkopf schlecht oder nicht ansaugbarer Oberfläche dennoch sicher aufgenommen und abgelegt werden kann, ist aus der DE 199 55 615 02 eine Sauggreifer für Kleinstückgut bekannt, bei dem die beiden Backen als Greifklemme für Kleinstückgut ausgebildet sind, die unabhängig vom Saug köpf vor- und zurückverfahrbar ist. Die Besonderheit des Sauggreifers liegt darin, dass zusätzlich zum Saug köpf durch die Greifklemme eine unabhängige, mechanische Greifeinrichtung für das Stückgut gegeben ist. Hierzu ist zunächst vorgesehen, dass die Backen als Klemmbacken ausgebildet sind, die durch ihren motorischen Antrieb das jeweilige Kleinstückgut, beispielsweise eine Arzneimittelpackung, fest zwischen sich klemmen, d. h. greifen können. Die Anpreßkraft der Greifklemme muss dabei so hoch sein, dass die Haftreibung zwischen den Innenflächen der Klemmbacken und der Oberfläche des Kleinstückguts in jeden Fall größer ist als die Gewichtskraft des Kleinstückguts. Damit ist ein sicheres Fassen und Hallen gegeben. Um eine vom Saug köpf unabhängige Greiffunktion zu gewährleisten, ist die Greifklemme mit einem eigenen motorischen Antrieb versehen, mit dem sie relativ zum Saugkopf vor- und zurück bewegbar ist. Dadurch ist praktisch parallel zum Saug köpf eine zweite, unabhängige Greifvorrichtung für das Stückgut installiert. Durch die Greifklemme, die der Bewegung des Sauggreifers vorauseilt, lässt sich ein Stückgut greifen und in seiner momentanen Position im Regal halten und wird überdies zwischen den Klemmbacken exakt parallel ausgerichtet, so dass der Saugkopf optimal gegen die anzusaugende Oberfläche angepresst werden kann. Daraus ergibt sich, dass die Arbeitsg eschwi nd ig ke it des Sauggreifers gemäß der DE 199 55 615 02 höher sein kann als im Stand der Technik. Zudem lässt sich eine höhere Andruckkraft, die bei leicht unebener Oberfläche beim Ansaugen erforderlich sein kann, ohne weiteres aufbringen. Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Klemmbacken der Greifklemme zumindest auf ihren einander zugewandten Klemmflächen, d. h. den Innenflächen, mit reibungserhöhenden Mitteln versehen sind. Dies kann beispielsweise eine reibungserhöhende Riffelung oder Beschichtung mit einer stumpfen Gummiauflage oder einer sonstigen rutschhemmenden Beschichtung sein. In Weiterbildung ist auf den Greifflächen der Klemmbacken eine nachgiebig verformbare, weiche Auflage angebracht ist. Diese Auflage erstreckt sich zumindest über die gegenüberliegenden Innenflächen der Greifklemme, mit denen üblicherweise ein Kleinstückgut aufgenommen wird. Dabei besteht sie aus einem elastisch komprimierbaren Material, beispielsweise einem schaumgummiartigen Werkstoff, dessen Nachgiebigkeit und Materialstärke so ausgewählt wird, daß er beim Zusammenfahren der Backen in dieser Richtung zusammendrückbar ist. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass ein Kleinstückgut beim Einklemmen zwischen den Backen unter lokaler Verformung der Auflage in deren Oberfläche hineingedrückt wird. Durch die dabei auftretende, lokale Einformung der komprimierbaren Auflage wird das Kleinstückgut praktisch formschlüssig gehalten. Diese Anpassung an die Außenkontur sorgt dafür, dass nicht quaderförmiges Stückgut, welches beispielsweise rund, vieleckig oder unregelmäßig geformt ist, besonders sicher gehandhabt werden kann. Die Oberfläche der Auflage schmiegt sich nämlich selbst an gebogene oder abgekantete Oberflächen an, so dass eine ausreichende Haltekraft durch den gleichzeitigen Reib- und Formschluss erreicht wird. Bei einer verringerten Greif kraft wird somit die Greif- und Haltesicherheit nochmals deutlich erhöht. Selbst bei einem Ausfall oder bei einer Fehlfunktion des Saugkopfes ist der Greifer somit immer noch sicher einsetzbar. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls denkbar, die Backen von Greifern ohne Saugeinrichtung auf diese Weise auszugestalten. Zweckmäßigerweise ist die Auflage mit einer dünnen Schutzschicht zu versehen, beispielsweise einer dünnen Gummi- oder Kunststofffolie oder einer elastischen Lackbeschichtung oder dergleichen, wodurch das schaumgummiartige Material der Auflage gegen Beschädigung durch scharfkantiges Stückgut oder dergleichen hinreichend geschützt ist.

Ein weiterer Sauggreifer zum Greifen von Stückgut mit Stückgutoberflächen, die uneben beschaffen sind oder Aussparungen aufweisen wie zum Beispiel bei Spulen (Reels), die in SMD-Bestücku ngsautomaten zur Zuführung von elektronischen Bauteilen zum Einsatz kommen, ist aus dem EP 2 851 319 B1 bekannt. Der Sauggreifer weist einer evakuierbare Saugkammer und eine auf das zu greifende Stückgut aufsetzbare Lochplatte auf, wobei die Lochplatte eine Mehrzahl von Sauglöchern aufweist und wobei die Sauglöcher über Saugkanäle mit der Saugkammer gasdurchlässig verbunden sind. Der Durchmesser der Sauglöcher beträgt 1 bis 10 mm und der Durchmesser der Saugkanäle 0,1 bis 0,5 mm, wobei die Saugkanäle in einer Zwischenplatte ausgebildet sind, die zwischen Saugkammer und Lochplatte angeordnet ist und wobei die Saugkanäle einen konstanten Querschnitt in der Zwischenplatte aufweisen. Dadurch muss nur ein Teil der Sauglöcher auf der Oberflä- che des Stückguts dichtend aufliegen, um das Stückgut greifen zu können. Unter Umständen reicht es bereits, wenn lediglich 10-20% der Sauglöcher auf der Stückgutoberfläche dichtend aufliegen. Damit kann Stückgut zuverlässig gegriffen werden, auch wenn dessen unebene oder Aussparungen aufweisende Oberfläche dazu führt, dass nur ein (kleiner) Teil der Sauglöcher dichtend aufliegt, in dem der zum Anheben erforderlichen Unterdrück aufgebaut wird. Durch die Saugkanäle, die einen kleineren Querschnitt aufweisen als die Sauglöcher, wird die Luftmenge begrenzt, die durch die offenen Sauglöcher direkt in die Saugkammer einströmt und den Unterdrück ausgleichen würde. Ein Druckausgleich findet nicht statt, da die durch die engen Saugkanäle begrenzte Luftmenge, die in die Saugkammer einströmt, dadurch kompensiert werden kann, dass die Saugkammer hinreichend groß bemessen wird (Pufferfunktion) und mittels Vakuumpumpe oder Ejektordüse permanent nachevakuiert wird. Die Saugkanäle sind in eine Zwischenplatte eingebracht, die zwischen der Saugkammer und der Lochplatte angeordnet ist. Neben konstruktiven Vorteilen bietet diese Ausführungsform die Möglichkeit, die Zwischen platte aus einem anderen Material herzustellen als die Lochplatte. Während die Lochplatte eine gute Saug- und Dichtwirkung erzeugen soll und daher idealerweise aus einem elastischen Material besteht, sollte die Zwischenplatte eine konstruktiv stabile Verbindung mit der Saugkammer eingehen und besteht idealerweise aus einem entsprechend festen Werkstoff (Kunststoff oder Metall). Die Anordnung der Zwischenplatte zwischen Saugkammer und Lochplatte bietet eine einfache Reinigungsmöglichkeit des Sauggreifers. Da der Durchmesser der Sauglöcher 1 bis 10 mm und der Durchmesser der Saugkanäle 0,1 bis 0,5 mm beträgt und die Saugkanäle einen konstanten Querschnitt in der Zwischenplatte aufweisen, kann die Lochplatte zur Reinigung von der Zwischenplatte leicht abgenommen werden, um festsitzenden Staub aus den Sauglöchern zu entfernen. Durch Verkleben kann beispielsweise die Lochplatte mit der Zwischenplatte verbunden werden. Der Verbund aus Zwischenplatte und Lochplatte bildet dann die Unterseite der Saugkammer, sodass die Lochplatte von oben auf das zu greifende Stückgut aufgesetzt werden kann. Der Abstand der Sauglöcher entspricht dabei etwa dem ein- bis zweifachen des Sauglochdurchmessers. Im Regelfall saugen dann etwa 20-50 Sauglöcher auf der Spulenoberfläche an und die Greiffunktion ist sicher gewährleistet. Der genannte Durchmesser der Saugkanäle ist deutlich kleiner als der Durchmesser der Sauglöcher, so dass der Luftstrom von den (nicht dichtend aufliegenden) Sauglöchern in die Saugkammer hinreichend verengt ist. Andererseits reicht der Durchmesser aus, um einen hinreichend schnellen Aufbau des Unterdrucks in den tatsächlich ansaugenden Sauglöchern zu gewährleisten. Ein Verhältnis von Sauglochdurchmesser zu Saugkanaldurchmesser von 100: 1 bis 2: 1 , vorzugsweise 20: 1 bis 5: 1 hat sich in der Praxis bewährt. Die für SMD-Bestückungsautomaten vorgesehenen Spulen weisen in der Regel radial gerichtete Speichen auf, wobei die Sauglöcher, die sich beim Greifvorgang im Bereich des Zwischenraums zwischen den Speichen befinden, nicht ansaugen können. Entsprechend sind die Sauglöcher zweckmäßig entlang radial verlaufender Linien an der (vorzugsweise kreisförmigen) Lochplatte angeordnet. Dies gewährleistet, dass möglichst viele Sauglöcher ansaugen. Durch die Anordnung der Saugkammer und der Loch platte an einem Roboterarm kann auf praktische Art und Weise das Stückgut aufgenommen und mittels des Roboterarms zur gewünschten Stelle befördert werden.

Weiterhin ist aus der DE 10 2005 007 932 B4 ein Finger für eine Greifvorrichtung zum Montieren von gummielastischen Ringen auf einer Werkstückaußenseite oder an einer Innenwand einer W erkst ü cköff n u ng , wobei der Ring in diese Werkstücköffnung eingeführt werden muss. Die Greifvorrichtung umfasst ein Grundgehäuse und gegenüber dem Grundgehäuse bewegbar angeordnete Verformbacken und Anlagebacken. Die Verform backen sind unabhängig von den Anlagebacken und die Anlagebacken unabhängig von den Verformbacken in radialer Richtung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar. Zudem können die Verform backen gegenüber den Anlagebacken über ein Tellerelement in axialer Richtung bewegt werden. An den Verform backen und den Anlagebacken sind Finger angeordnet, wobei die an den Verformbacken angeordneten Finger Verformfinger sind und die an den Anlagebacken angeordneten Finger Anlagefinger sind. Insbesondere sind drei Anlagefinger jeweils äquidistant zueinander angeordnet und schließen jeweils einen Winkel von 120° ein. Entsprechend sind die Verformfinger äquidistant angeordnet und schließen ebenfalls bezüglich der Mittellängsachse einen Winkel von 120° ein. Bei der Montage des gummielastischen Rings an einer Innenwand einer Werkstücköffnung wird der Ring zwischen gegenüber dem Ring radial innen liegenden Anlagefingern und gegenüber dem Ring radial außenliegenden Verformfingern aufgenommen. Im nächsten Schritt werden die Verformfinger nach radial innen bewegt, so dass der Ring abschnittsweise um die Anlagefinger, die insbesondere nierenförmig ausgebildet sind, umgelenkt wird. Die Anlagefinger sehen dabei einen radial außenliegenden, abschnittsweise weitgehend kreisförmig um die Mittellängsachse verlaufenden Anlageabschnitt und sich an den Anlageabschnitt tangential seitlich anschließende, sich wenigstens abschnittsweise in Richtung nach radial innen zur Mittellängsachse hin gekrümmt verlaufende Seitenabschnitte vor. Der derart auf gespannte Ring kann dann in eine Werkstücköffnung eines Werkstücks verbracht werden. Dabei kann an der Innenwand ein umlaufender Einstich vorgesehen sein, in den der Ring eingebracht werden soll. Wenn der Ring in der Ebene des Einstichs liegt, werden die An- lagefingernach radial außen bewegt, so dass der Ring an der Innenwand beziehungsweise im Einstich im Bereich der Anlagefinger zum Anliegen kommt. Gleichzeitig oder danach können die Verformfinger ebenfalls nach radial außen bewegt werden. Die Verformfinger werden dann axial zurückbewegt, so dass der Ring in den Einstich gleitet. Letzten Endes werden dann noch die nierenförmigen Anlagefinger axial zurückbewegt, wobei die Anlagefinger vor dem axial zurückbewegen nach radial innen rückgeführt werden können. Der Ring ist dann in der Werkstücköffnung endmontiert.

Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedliche ausgestaltete Greifersysteme für Stückgut mit Außengreifeinrichtungen oder Innengreifeinrichtungen (häufig auch Greifarme, Greifklauen, Zangen oder Klemmen genannt) und mit/oder Unterdruckerzeugung (insbesondere Vakuumheber für Stückgüter mit glatter und ebener Oberfläche) bekannt. Zur Ausführung der verschiedenen logistischen Funktionen in Materialflusssystemen, beispielsweise dem Transportieren, dem Positionieren, dem Palettieren oder dem Lagern werden die Stückgüter bewegt. Für die automatische Ausführung dieser Bewegung müssen die Stückgüter zunächst von einer Vorrichtung, beispielsweise einem Kran, Regalbediengerät, Flurförderzeug, Roboter, Handhabungsgerät, Positioniergerät. Hebezeug, Sortieranlage), welche die Bewegung durchführt, gegriffen und gehalten werden. Jedoch fehlt in der Praxis im Zusammenhang mit Stückgut, welches mindestens eine Ausnehmung aufweist, ein kostengünstiges Greifersystem, welches einen sicheren Transport des ein verhältnismäßig großes Gewicht aufweisenden Stückguts ermöglicht und bei welchem eine Bedienungsperson zuverlässig vermieden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Greifersystem derart auszugestalten, dass ein sicherer Transport des ein verhältnismäßig großes Gewicht aufweisenden Stückguts ermöglicht und bei welchem eine Bedienungsperson zuverlässig vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Greifersystem zum Greifen von Stückgut, welches mindestens eine Ausnehmung aufweist, wobei das Greifersystem an einer Vorrichtung befestigt und von dieser in Höhenrichtung oberhalb des Stückguts verlagerbar ist und aufweist: a) einen Greiferkörper mit mindestens einem Lochgreifer, welcher in die mindestens eine Ausnehmung eingeführt und dort kraftschlüssig und/oder formschlüssig lösbar befestigt werden kann, b) einen den Lochgreifer umschließenden Stabilisator und c) einen Verstellmechanismus für den Stabilisator gelöst (Patentanspruch 1 ).

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung von einem den Lochgreifer umschließenden Stabilisator und einem Verstellmechanismus für den Stabilisator wird ein sicherer Transport des ein verhältnismäßig großes Gewicht aufweisenden Stückguts ermöglicht. Insbesondere ist die generelle Verwendung für Stückgüter mit großen Ausnehmungen/Öffnungen, insbesondere der„Speichen“ bei üblicherweise in der Fertigung benutzte Bandwickel möglich. Weiterhin ist von Vorteil, dass der technische Aufwand verhältnismäßig gering ist, eine sichere und schonende Aufnahme des Stückguts ermöglicht wird und nur eine Positionierung des Greifersystems auf wenige Millimeter zur Aufnahme des Stückguts erforderlich ist. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines an einer Vorrichtung befestigten und von dieser in Höhenrichtung oberhalb eines Stückguts verlagerbaren Greifersystems, welches einen Greiferkörper, einen Stabilisator und einen Verstellmecha- nismus für den Stabilisator und das Stückgut eine Ausnehmung aufweist, gelöst indem: a) das Greifersystem zur bekannten Position des zu transportierenden Stückguts bewegt wird, b) das Greifersystem über die Ausnehmung des Stückguts positioniert wird, c) der Greiferkörper in die Ausnehmung des Stückguts eingeführt wird, d) der Greiferkörper durch Anlegen von Druckluft aktiviert wird, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Greifersystem und dem Stückgut entsteht, e) der Stabilisator in Anlage an das Stückgut gefahren wird und f) das Stückgut mittels dem Greifersystem transportiert wird (Patentanspruch 5).

Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind in vorteilhafter Weise nur einfache geradlinige Bewegungen erforderlich und es kann ein automatischer Betrieb für die verschiedenen logistischen Funktionen bei einem Materialflusssystem durchgeführt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Greifersystems in Verfahrposition in Seitenansicht teilweise im Schnitt,

Fig. 2 das Greifersystem nach Fig. 1 in Warteposition und in Seitenansicht teilweise im Schnitt,

Fig. 3 das Greifersystem nach Fig. 1 in Seitenansicht teilweise im Schnitt und über der Ausnehmung des Stückguts positioniert und dort eingeführt und

Fig. 4 das Greifersystem nach Fig. 1 in Seitenansicht teilweise im Schnitt und bei eingeführten und in der Ausnehmung aktivierten Balggreifer. Auch wenn im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis Fig. 4 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Greifersystems 1 zum Greifen von Stückgut 7, welches mindestens eine Ausnehmung 8 aufweist, insbesondere eines Gebindes mit einer Aufnahmebohrung 8, beschrieben ist, so ist im Rahmen der Erfindung auch der Einsatz bei beliebigem Stückgut möglich, welches nicht eine konzentrisch angeordnete Ausnehmung aufweist. Im Vergleich zur bisher angewandten Technik, nämlich Ansaugen des Greifersystems am Stückgut mittels druckluftgesteuerter Außengreifeinrichtungen, wird erfindungsgemäß ein druckluftgesteuertes Innen-Greifersystem 1 eingesetzt.

Das Greifersystem 1 ist an einer Vorrichtung, insbesondere Arm eines Roboters, befestigt und von diesem in Höhenrichtung oberhalb des Stückguts 7 verlagerbar. Das in Fig. 1 dargestellte Greifersystem 1 weist einen Greiferkörper 2 mit mindestens einem Lochgreifer 3 auf, welcher in die mindestens eine Ausnehmung 8 des Stückguts 7 eingeführt und dort kraftschlüssig und/oder formschlüssig lösbar befestigt werden kann. Weiterhin ist ein den Lochgreifer 3 umschließender, diesen jedoch nicht berührender Stabilisator 4 vorgesehen, der mittels einem Verstellmechanismus 5 in Höhenrichtung bewegbar ist.

Erfindungsgemäß ist der Lochgreifer 3 als Balggreifer ausgestaltet, wobei insbesondere der Verstellmechanismus 5 mit Druckluft 6 (gesteuert mittels Druckluftventil) beaufschlagt werden kann. Die Mantelfläche des Balggreifer 3 kann im wesentlich komplementär zur Mantelfläche/Form der Ausnehmung 8 ausgestaltet sein und die Druckkraft mit der diese gegen die Mantelfläche der Ausnehmung 8 gedrückt wird, kann durch Kraftmessung am pneumatischen Zylinder 51 des Verstellmechanismus 5 mittels industrieller Sensoren oder mittels Strommessung, falls das Verfahren der Platte/Stabilisator 4 mit (elektrischen) Motoren realisiert wird, gemessen und von der Robotersteuerung entsprechend eingestellt werden. Im Hinblick auf eine höhere Reibkraft zwischen den Flächen kann die Mantelfläche eine reibungserhöhende Riffelung oder Beschichtung mit einer stumpfen Gummiauflage oder einer sonstigen rutschhemmenden und/oder flexiblen Beschichtung (schaumgummiartiger Werkstoff) versehen sein. Die Oberfläche des Balggreifers 3 schmiegt sich dann an gebogene oder abgekantete Oberflächen an, so dass gleichzeitig Reibschluss und Formschluss erreicht werden kann.

Der in Fig.1 bis Fig .4 dargestellte Verstellmechanismus 5 weist mindestens zwei pneumatische Zylinder 51 mit jeweils einem Kolben 52 und einer daran befestigten Kolbenstange 53 auf, wobei die Kolbenstange 53 mit einer Zugfeder 54 belastet ist und dass das freie Ende der Kolbenstange 53 mit dem Stabilisator 4 kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden ist. Alternativ kann auch ein doppelwirkender Zylinder 51 benutzt werden (in der Zeichnung nicht dargestellt), wobei der Kolben 52 über abwechselnd gesteuerte zwei Druckventile in die jeweils entgegengesetzte Richtung bewegt werden kann. Anstelle eines pneumatischen Zylinders 51 kann für hohe Drücke auch ein Hydraulikzylinder (einfachwirkender oder doppeltwirkender Zylinder) oder elektrische Motoren benutzt werden. Der in Fig.1 bis Fig.4 dargestellte Stabilisator 4 ist als Platte mit einer Durchtrittsöffnung 41 für den mindestens einen Lochgreifer 3 und mit einer Werkzeugaufnahme 42 für die jeweilige Kolbenstange 53 des Zylinders 51 ausgestaltet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Greifersystems 1 ist insbesondere ausführbar unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Greifersystems 1 , welches zuvor und in den Patentansprüchen beschrieben ist, und weist insbesondere die Verfahrensschritte auf ,dass: a) das Greifersystem 1 zur bekannten Position des zu transportierenden Stückguts 7 bewegt wird, b) das Greifersystem 1 über die Ausnehmung 8 des Stückguts 7 positioniert wird, c) der Greiferkörper 2 in die Ausnehmung 8 des Stückguts 7 eingeführt wird, d) der Greiferkörper 2 durch Anlegen von Druckluft aktiviert wird, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Greifersystem 1 und dem Stückgut 7 entsteht, e) der Stabilisator 4 in Anlage an das Stückgut 7 gefahren wird und f) das Stückgut 7 mittels dem Greifersystem 1 transportiert wird.

Ein Verfahrweg V des erfindungsgemäßen Greifersystems 1 ist in Fig. 2 durch den strichlinierten Pfeil dargestellt.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Patentansprüchen 1 und 5 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der Patentansprüche 1 und 5 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Bezuaszeichenliste:

1 Greifersystem

2 Greiferkörper

3 Lochgreifer

4 Stabilisator

41 Durchtrittsöffnung

42 Werkzeugaufnahme

5 Verstellmechanismus

6 Druckluft (Druckluftventil)

7 Stückgut

8 Ausnehmung

51 pneumatischer Zylinder

52 Kolben

53 Kolbenstange

54 Zugfeder

V Verfahrweg

Claims

Patentansprüche

1. Greifersystem (1 ) zum Greifen von Stückgut (7), welches mindestens eine Ausnehmung (8) aufweist, wobei das Greifersystem (1 ) an einer Vorrichtung befestigt und von dieser in Höhenrichtung oberhalb des Stückguts (7) verlagerbar ist und aufweist: a) einen Greiferkörper (2) mit mindestens einem Lochgreifer (3), welcher in die mindestens eine Ausnehmung (8) eingeführt und dort kraftschlüssig und/oder formschlüssig lösbar befestigt werden kann,

b) einen den Lochgreifer (3) umschließenden Stabilisator (4) und

c) einen Verstellmechanismus (5) für den Stabilisator (4).

2. Greifersystem (1 ) nach Patentanspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Lochgreifer (3) als Balggreifer ausgestaltet ist, wobei sowohl der Balggreifer (3) als auch der Verstellmechanismus (5) mit Druckluft (6) beaufschlagt werden kann.

3. Greifersystem (1 ) nach Patentanspruch 1 und/oder Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (5) mindestens zwei pneumatische Zylinder (51 ) mit jeweils einem Kolben (52) und einer daran befestigten Kolbenstange (53) aufweisen, wobei die Kolbenstange (53) mit einer Zugfeder (54) belastet ist und dass das freie Ende der Kolbenstange (53) mit dem Stabilisator (4) kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden ist.

4. Greifersystem (1 ) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator (4) als Platte mit einer Durchtrittsöffnung (41 ) für den mindestens einen Lochgreifer (3) und eine Werkzeugaufnahme (42) für die jeweilige Kolbenstange (53) ausgestaltet ist.

5. Verfahren zur Steuerung eines an einer Vorrichtung befestigten und von dieser in Höhenrichtung oberhalb eines Stückguts (7) verlagerbaren Greifersystems (1 ), welches einen Greiferkörper (2), einen Stabilisator (4) und einen Verstellmechanismus (5) für den Stabilisator (4) und das Stückgut (7) eine Ausnehmung (8) aufweist, bei dem:

a) das Greifersystem (1 ) zur bekannten Position des zu transportierenden Stückguts (7) bewegt wird,

b) das Greifersystem (1 ) über die Ausnehmung (8) des Stückguts (7) positioniert wird, c) der Greiferkörper (2) in die Ausnehmung (8) des Sfückgufs (7) eingeführt wird, d) der Greiferkörper (2) durch Anlegen von Druckluft aktiviert wird, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Greifersystem (1 ) und dem Stückgut (7) entsteht,

e) der Stabilisator (4) in Anlage an das Stückgut (7) gefahren wird und

f) das Stückgut (7) mittels dem Greifersystem (1 ) transportiert wird.