WO2021165097A2 - Greifereinrichtung für ein montagesystem sowie montagesystem mit einer derartigen greifereinrichtung - Google Patents

Greifereinrichtung für ein montagesystem sowie montagesystem mit einer derartigen greifereinrichtung Download PDF

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WO2021165097A2
WO2021165097A2 PCT/EP2021/053071 EP2021053071W WO2021165097A2 WO 2021165097 A2 WO2021165097 A2 WO 2021165097A2 EP 2021053071 W EP2021053071 W EP 2021053071W WO 2021165097 A2 WO2021165097 A2 WO 2021165097A2
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WO
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arm
gripper
gripping means
gripper device
negative pressure
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Claus-Werner Moog
Christoph Oswald
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Psa Automobiles Sa
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Definitions

  • the invention relates to a gripper device for an assembly system and to an assembly system with such a gripper device.
  • robot-guided robotic grippers are used to transport body parts. These body parts can differ greatly from one another and vary in their external geometry. To the
  • component-specific robot grippers are used in known gripper devices.
  • the object of an exemplary embodiment of the invention is to propose a gripper device for an assembly system and an assembly system with such a gripper device, by means of which an adaptation of the gripper device to body parts of different surface geometries is simplified.
  • a gripper device for an assembly system in particular for gripping body parts with different surface geometries, with at least one coupling element that can be fixed or fixed to a component of the assembly system, with at least one gripping means by which a body part can be picked up and releasably fixed as well as during the assembly of the body part is held, and with at least one gripper arm which can be movably arranged or arranged on the coupling element, on which the gripping means can be fixed or fixed and which of an adjustment mode in which the gripper arm is movable relative to the coupling element in at least one Working mode can be transferred in which the gripper arm is fixed relative to the coupling element against moving.
  • the gripper device comprises a gripper arm which can be moved relative to the coupling element in an adjustment mode
  • the gripper device can be easily and flexibly adapted to different surface geometries of body parts. Because the gripper arm can be transferred into a working mode in which the gripper arm is fixed against moving relative to the coupling element, sufficient stability for holding the body part can be ensured in the working mode.
  • the component of the assembly system on which the coupling element of the gripper device can be fixed can, for example, comprise an assembly robot.
  • the gripper device in particular the coupling element, the at least one gripper arm and the at least one gripping means, can comprise any material, provided that the individual components have sufficient stability and strength. It proves to be advantageous if the material comprises a metal, in particular aluminum, a plastic and / or a carbon fiber reinforced material.
  • the gripper arm can be designed as desired, provided that it can be moved relative to the coupling element in the setting mode. It has proven to be advantageous if the gripper arm comprises at least two arm elements which can be moved relative to one another in the setting mode and are fixed against moving relative to one another in the working mode. In such a case, it is conceivable that one of the arm elements is fixed in a rotationally test manner on the coupling element and, for example, forms a type of base which is detachably or non-detachably connected to the coupling element.
  • the gripping means can be rotated or arranged so as to be movable relative to the arm element of the gripping arm.
  • the gripping means can also be fixed rigidly and immovably on the further arm element.
  • the at least two arm elements can be moved relative to one another in the setting mode.
  • the relative movement of the arm elements to one another can include a translational movement in which the two arm elements are moved relative to one another in one direction of movement.
  • the arm elements can be telescoped into one another, for example.
  • the gripper arm comprises at least one joint arranged at least between two of the at least two arm elements, by means of which the at least two arm elements can be rotated relative to one another about a rotation or pivot axis.
  • a joint can be provided between the gripper arm and the coupling element and / or between the gripper arm and the gripping means.
  • the axis of rotation or swiveling can run parallel, transversely or obliquely to a longitudinal direction of the adjacent arm elements are movable relative to one another and / or if the gripper device comprises at least one locking means by which the arm elements of the gripper arm manually or automatically from the setting mode to the working mode and back are transferable and fixed in the working mode against moving relative to each other.
  • the arm elements can be adjusted manually in the setting mode, they can be adapted to the respective body part by an operator. By providing at least one securing means, the arm elements can in this case be secured against movement in a simple manner.
  • the gripper device can be aligned without an operator.
  • the gripper device comprises at least one drive unit which has at least one drive means which is located on or in the gripper arm, in particular in the region of at least one of the at least one joint is arranged and assigned or assigned to the joint, and by means of which the two arm elements can be automatically moved relative to one another in the setting mode and automatically fixed against moving relative to one another in the working mode, in particular wherein the drive means comprises the locking means.
  • the arm elements can be automatically moved relative to one another in a simple manner, or can be fixed against moving relative to one another.
  • the drive means can comprise a mechanical, hydraulic, pneumatic and / or electromagnetic drive means. If the drive means comprises an electromagnetic drive means, it can for example comprise a direct drive.
  • the gripper arm can be designed with multiple axes and have more than two arm elements.
  • the gripper arm has a multi-axis design and comprises several gripper arms, the at least one of the two gripper arms comprising an n-th arm element and the other of the two arm elements comprising an (n + 1) -th arm element, the (n + 1) -th arm element is fixed and / or rotatable about an n-th joint with an n-th axis of rotation or swiveling at least one n-th drive means of the drive unit can be or is arranged on the n-th joint.
  • N is understood to be a natural whole number.
  • n can basically include a number from 1 to an infinite number and thus describe an n-axis gripper arm.
  • the gripper arm comprises, for example, a first arm element designed as a base, on which a second arm element can be rotatably fixed about a first joint, which is arranged between the first arm element and the second arm element.
  • the second arm element can be connected to a third arm element, a second joint being arranged between the second arm element and the third arm element, about which the third arm element can be rotated.
  • the third arm element can be connected to a fourth arm element, a third joint being provided between the third arm element and the fourth arm element so that the fourth arm element can be rotated relative to the third arm element.
  • the fourth arm element can be connected to a fifth arm element via a fourth joint.
  • the fifth arm element can be connected to a sixth arm element via a fifth joint.
  • the arm elements are each rotatably mounted about a rotation or pivot axis.
  • the axis of rotation or pivoting can be arranged parallel to a direction of longitudinal extension of at least one of the arm elements or can run obliquely or transversely to the direction of extension of the at least one of the arm elements.
  • the gripper device can comprise at least one control unit, by means of which the at least one gripper arm can be transferred into a working position by means of the at least one drive means, in which the body part can be picked up, retained and released again by the gripper means which the gripping means can be controlled for picking up, holding and releasing again and by means of which the gripper arm can be transferred from the setting mode to the working mode and back Body part can be grasped by the at least one gripping means.
  • the control unit can be, for example, an absolute value encoder.
  • the gripper device can simply set automatically and precisely position the body part for assembly.
  • the gripping means can be implemented in any technical way, provided that it fulfills the function of picking up a body part, holding it and being able to detach it from it again. Adaptation to different geometrical surfaces can be easily ensured if the gripper device has at least one negative pressure unit which generates negative pressure and / or if the gripping means has at least one negative pressure section comprising an opening, the at least one opening of the gripping means being connectable or connected to the negative pressure unit which generates negative pressure, wherein the body part can be fixed on the latter by setting a negative pressure on the negative pressure section and can be detached from the negative pressure section again by setting an ambient pressure or positive pressure on the negative pressure section.
  • the gripping means By providing a negative pressure unit which generates negative pressure and in that the gripping means has a negative pressure section which can be connected to the negative pressure unit which generates negative pressure, the gripping means can easily pick up and fix body parts with different surface geometries by setting the negative pressure at the negative pressure section.
  • a complex gripping mechanism by means of which, for example, a positive or frictional connection is generated by means of a rear grip or the like, can be dispensed with.
  • the negative pressure unit generating the negative pressure is arranged in or on the gripping means and / or if the negative pressure unit generating the negative pressure Vacuum unit comprises a component which is separate from the gripping means and at a distance from it.
  • the vacuum unit is arranged in or on the gripping means, there is no need to lay additional hoses that connect the vacuum unit and the gripping means. This allows an assembly environment to be displayed in a more tidy manner.
  • the negative pressure-generating negative pressure unit comprises a component which is separate from the gripping means and at a distance from the latter, the gripping means can be designed to be weight-reduced and simple.
  • the gripping means comprises at least one elastic support element, which is arranged between the body part and the vacuum section at least when the body part is fixed.
  • the elastic support element comprises a, in particular at least regionally soft, porous and air-permeable plastic, foam and / or a cellulose material, such as a sponge, and / or a bellows, in particular double bellows.
  • the elastic support element comprises, for example, a porous and air-permeable plastic, foam and / or a cellulose material such as a sponge
  • the support surface between the gripping means and the body part can be increased.
  • the elastic support element comprises a bellows, in particular a double bellows
  • the gripping means can be embodied with a reduced area. In such a case, body parts with complex and delicate surface geometry can be fixed in a simplified manner on the gripping device.
  • the gripping device has at least one rod-shaped support element arranged on the gripping means, in particular a plurality of rod-shaped supporting elements arranged on the gripping means Support elements, which when the body part is picked up from a basic position in which the at least one support element is spaced apart from the surface of the body part, can be transferred into at least one support position and can be fixed therein in which the at least one support element is fixed against moving against the surface of the body part is.
  • the body part is sucked in by the vacuum section on the gripping means and clamped onto the support elements for support.
  • the support elements can comprise a coating or a damping element on the side facing the body part in order to prevent damage to the surface of the body parts.
  • the gripper device comprises at least one drive element which can be controlled by the control unit and through which the at least one rod-shaped support element arranged on the gripping means, in particular the plurality of rod-shaped support elements arranged on the gripping means Support elements, can be transferred from the basic position to the support position and back.
  • the gripper device only comprises a coupling element and a gripper arm with a gripping means.
  • one embodiment of the gripper device comprises at least two gripper arms, which are arranged on opposite sides of the coupling element, and at least two gripping means, one gripping means being fixed to a gripper arm in each case.
  • embodiments of the gripper device are conceivable in which four gripper arms are arranged on the coupling element and each gripper arm is assigned a gripping means.
  • an assembly system in particular for assembling body parts with different surface geometries, with at least one component, in particular a multi-axis assembly robot, and with at least one gripping device with at least one of the aforementioned features, which can be fixed on the assembly robot by the at least one coupling element .
  • FIG. 1 a perspective top view of an exemplary embodiment of a
  • FIG. 2 shows a perspective side view of a first exemplary embodiment of a gripping means of the gripping device according to FIG. 1;
  • Figure 3 is a perspective side view of a second
  • FIG. 1 shows a gripper device, provided overall with the reference number 2, for an assembly system (not shown explicitly in the figures) for gripping body parts (not shown in the figures) with different surface geometries.
  • the gripper device 2 comprises a coupling element 4 which can be fixed to a component of the assembly system.
  • the gripping device 2 comprises a gripping means 6, by means of which the body part can be picked up and detachably fixed.
  • the gripping means 6 is fixed on the coupling element 4 via a gripper arm 8.
  • the gripper arm 8 is movably arranged on the coupling element 4. In a setting mode, the gripper arm 8 is relative movable to the coupling element 4 and fixed in a working mode relative to the coupling element 4 against moving.
  • Figure 1 shows an embodiment of the gripper device 2, in which a coupling element 4 and two gripping means 6 and two gripper arms 8 are provided.
  • the gripper arm 8 comprises six arm elements 10, between each of which a joint 12 is arranged.
  • the arm elements 10 adjoining one another can be rotated relative to one another about a rotation or pivot axis in the setting mode.
  • the axis of rotation or pivoting can run parallel, transversely or obliquely to a direction in which the arm elements 10 extend.
  • the gripper device 2 comprises a drive unit 14 which has a plurality of drive means 16. These are arranged within the gripper arms 10 in the area of the joints 10 and move the arm elements 10 relative to one another in the setting mode and fix the gripper arms 8 against moving relative to one another in the working mode.
  • each gripper arm 8 comprises a 6-axis robot arm.
  • the gripping means 6 shown in FIG. 1 is described in more detail below with reference to the detailed illustration in FIG.
  • the gripping means 8 comprises a negative pressure section 18 which can be connected to a negative pressure unit 22 which generates negative pressure via at least one opening 20 (not shown in FIG. 2).
  • the negative pressure generating negative pressure unit 22 is arranged in the gripping means 8.
  • An elastic support element 24 is formed between the vacuum section 18 and the body part.
  • the elastic support element 24 comprises a porous and air-permeable plastic, foam and / or a cellulose material such as a sponge.
  • Figure 3 shows a second embodiment of the gripping means 8, in which the elastic support element 24 is formed by a bellows, in particular double bellows.
  • the gripping means 8 in the exemplary embodiment according to FIG.
  • the rod-shaped support elements 26 can be controlled by drive elements 28.
  • the support elements can be transferred from a basic position in which the support elements 26 are spaced apart from the surface of the body part into a support position in which the support elements 26 rest against the surface of the body part.
  • the gripper device 2 comprises a control unit 30.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung (2) für ein Montagesystem, insbesondere zum Greifen von Karosserieteilen mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien, mit mindestens einem Koppelelement (4), das an einer Komponente des Montagesystems festlegbar oder festgelegt ist, mit mindestens einem Greifmittel (6), durch das ein Karosserieteil aufnehmbar und lösbar festlegbar ist sowie beim Montieren des Karosserieteils gehalten ist, und mit mindestens einem Greiferarm (8), der bewegbar am Koppelelement (4) anordenbar oder angeordnet ist, an dem das Greifmittel (6) festlegbar oder festgelegt ist und der von einem Einstellmodus, in dem der Greiferarm (8) relativ zum Koppelelement (4) bewegbar ist, in mindestens einen Arbeitsmodus überführbar ist, in dem der Greiferarm (8) relativ zum Koppelelement (4) gegen ein Bewegen festgelegt ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Montagesystem mit einer derartigen Greifereinrichtung (2).

Description

GREIFEREINRICHTUNG FÜR EIN MONTAGESYSTEM SOWIE
MONTAGESYSTEM MIT EINER DERARTIGEN GREIFEREINRICHTUNG Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung für ein Montagesystem sowie ein Montagesystem mit einer derartigen Greifereinrichtung.
In der Automobilindustrie werden zum Transport von Karosserieteilen robotergeführte Robotergreifer verwendet. Diese Karosserieteile können in ihrer äußeren Geometrie stark voneinander abweichen und variieren. Um die
Karosserieteile aufnehmen zu können, werden bei bekannten Greifereinrichtungen bauteilspezifische Robotergreifer verwendet.
Beim Montieren unterschiedlicher Karosserieteile werden hierdurch unterschiedliche Robotergreifer erforderlich, die an die Geometrie des jeweiligen Karosserieteils angepasst sind, wodurch bei einem Wechsel des Karosserieteils ein Austausch der Robotergreifer an so genannten Wechselbahnhöfen erforderlich ist. Hierdurch ergeben sich selbst für das Handling von ähnlichen Karosserieteilen hohe Kosten. Um die Robotergreifer zur Aufnahme von Karosserieteilen an unterschiedlichen Oberflächengeometrien anpassen zu können, sind aus dem Stand der Technik so genannte Gestelle bekannt, bei denen an einem starren, rahmenartigen Gerüst mehrere Greifmittel festgelegt sind, die quer oder schräg zur Gestellfläche zum Ausgleich geringer Geometrieunterschiede verstellbar sind.
Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Greifereinrichtung für ein Montagesystem sowie ein Montagesystem mit einer derartigen Greifereinrichtung vorzuschlagen, durch die ein Anpassen der Greifereinrichtung an Karosserieteile unterschiedlicher Oberflächengeometrien vereinfacht ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Greifereinrichtung für ein Montagesystem, insbesondere zum Greifen von Karosserieteilen mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien, mit mindestens einem Koppelelement, das an einer Komponente des Montagesystems festlegbar oder festgelegt ist, mit mindestens einem Greifmittel, durch das ein Karosserieteil aufnehmbar und lösbar festlegbar ist sowie beim Montieren des Karosserieteils gehalten ist, und mit mindestens einem Greiferarm, der bewegbar am Koppelelement anordenbar oder angeordnet ist, an dem das Greifmittel festlegbar oder festgelegt ist und der von einem Einstellmodus, in dem der Greiferarm relativ zum Koppelelement bewegbar ist, in mindestens einen Arbeitsmodus überführbar ist, in dem der Greiferarm relativ zum Koppelelement gegen ein Bewegen festgelegt ist.
Dadurch, dass die Greifereinrichtung einen Greiferarm umfasst, der in einem Einstellmodus relativ zum Koppelelement bewegbar ist, kann die Greifereinrichtung einfach und flexibel an unterschiedliche Oberflächengeometrien von Karosserieteilen angepasst werden. Dadurch, dass der Greiferarm in einen Arbeitsmodus überführbar ist, in der der Greiferarm relativ zum Koppelelement gegen ein Bewegen festgelegt ist, kann im Arbeitsmodus eine ausreichende Stabilität zum Halten des Karosserieteils gewährleistet werden.
Die Komponente des Montagesystems, an dem das Koppelelement der Greifereinrichtung festlegbar ist, kann beispielsweise einen Montageroboter umfassen.
Die Greifereinrichtung, insbesondere das Koppelelement, der mindestens eine Greiferarm sowie das mindestens eine Greifmittel, kann ein beliebiges Material umfassen, sofern ausreichend Stabilität und Festigkeit der einzelnen Bauteile gegeben ist. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Material ein Metall, insbesondere Aluminium, einen Kunststoff und/oder ein kohlenstofffaserverstärktes Material umfasst.
Der Greiferarm kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, sofern er im Einstellmodus relativ zum Koppelelement bewegbar ist. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der Greiferarm mindestens zwei Armelemente umfasst, die im Einstellmodus relativ zueinander bewegbar sind und im Arbeitsmodus gegen ein Bewegen relativ zueinander festgelegt sind. Solchenfalls ist es denkbar, dass eines der Armelemente drehtest am Koppelelement festgelegt ist und beispielsweise eine Art Sockel bildet, der mit dem Koppelelement lösbar oder unlösbar verbunden ist.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass an dem weiteren Armelement, an dem das Greifmittel festgelegt ist, das Greifmittel drehtest oder relativ zum Armelement des Greiferarms bewegbar anordenbar ist. Ferner kann das Greifmittel auch starr und unbeweglich am weiteren Armelement festgelegt sein.
Die mindestens zwei Armelemente können im Einstellmodus relativ zueinander bewegt werden. Hierbei kann das Relativbewegen der Armelemente zueinander eine Translationsbewegung umfasst, bei der die beiden Armelemente in einer Bewegungsrichtung relativ zueinander bewegt werden. Solchenfalls können die Armelemente beispielsweise ineinander teleskopierbar sein.
Bei einer Ausführungsform der Greifereinrichtung ist vorgesehen, dass der Greiferarm mindestens ein zumindest zwischen jeweils zwei der mindestens zwei Armelementen angeordnetes Gelenk umfasst, durch das die mindestens zwei Armelemente relativ zueinander um eine Dreh- oder Schwenkachse drehbar sind.
Hierdurch sind die beiden Armelemente geführt relativ zueinander bewegbar. Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Greifereinrichtung kann beispielsweise ein Gelenk zwischen dem Greiferarm und dem Koppelelement und/oder zwischen Greiferarm und dem Greifmittel vorgesehen sein.
Die Dreh- oder Schwenkachse kann parallel, quer oder schräg zu einer Längserstreckungsrichtung der angrenzenden Armelemente verlaufen Um die Greifereinrichtung auf einfache Weise an unterschiedliche Karosserieteilen mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien anpassen zu können, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Armelemente im Einstellmodus manuell und/oder automatisch relativ zueinander bewegbar sind und/oder wenn die Greifereinrichtung mindestens ein Feststellmittel umfasst, durch das die Armelemente des Greiferarms manuell oder automatisch von dem Einstellmodus in den Arbeitsmodus und zurück überführbar und im Arbeitsmodus gegen ein Bewegen relativ zueinander festgelegt sind.
Wenn die Armelemente im Einstellmodus manuell einstellbar sind, können diese durch eine Bedienperson dem jeweiligen Karosserieteil angepasst werden. Durch das Vorsehen mindestens eines Festlegemittels sind die Armelemente solchenfalls auf einfache Weise gegen ein Bewegen festlegbar.
Wenn die Armelemente im Einstellmodus automatisch relativ zueinander bewegbar und im Arbeitsmodus automatisch gegen ein Bewegen relativ zueinander festgelegt sind, lässt sich die Greifereinrichtung ohne Bedienperson ausrichten.
Insbesondere, wenn die Armelemente automatisch relativ zueinander bewegbar sind und gegen ein Bewegen relativ zueinander festlegbar sind, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Greifereinrichtung mindestens eine Antriebseinheit umfasst, die mindestens ein Antriebsmittel aufweist, welches am oder im Greiferarm, insbesondere im Bereich mindestens eines des mindestens einen Gelenks angeordnet sowie dem Gelenk zuordenbar oder zugeordnet ist, und durch welches die beiden Armelemente automatisch im Einstellmodus relativ zueinander bewegbar und automatisch im Arbeitsmodus gegen ein Bewegen relativ zueinander festlegbar sind, insbesondere wobei das Antriebsmittel das Feststellmittel umfasst.
Hierdurch sind die Armelemente auf einfache Weise automatisch relativ zueinander bewegbar, bzw. gegen ein Bewegen relativ zueinander festlegbar.
Das Antriebsmittel kann ein mechanisches, hydraulisches, pneumatisches und/oder elektromagnetisches Antriebsmittel umfassen. Wenn das Antriebsmittel ein elektromagnetisches Antriebsmittel umfasst, kann es beispielsweise einen Direktantrieb umfassen.
Der Greiferarm kann mehrachsig ausgebildet sein und mehr als zwei Armelemente aufweisen. Solchenfalls kann vorgesehen sein, dass der Greiferarm mehrachsig ausgebildet ist und mehrere Greiferarme umfasst, wobei der mindestens eine der beiden Greiferarme ein n-tes Armelement und der weitere der beiden Armelemente ein (n+1)-tes Armelement umfasst, wobei das (n+1)-te Armelement um ein n-tes Gelenk mit einer n-ten Dreh- oder Schwenkachse drehbar festgelegt ist und/oder am n-ten Gelenk mindestens ein n-tes Antriebsmittel der Antriebseinheit anordenbar oder angeordnet ist.
Unter „n“ wird eine natürliche ganze Zahl verstanden. Hierbei kann „n“ grundsätzlich eine Zahl von 1 bis zu einer ins unendliche laufenden Zahl umfassen und somit einen n-achsigen Greiferarm beschreiben.
Wenn der Greiferarm 6-achsig ausgebildet ist, umfasst der Greiferarm beispielsweise ein als Sockel ausgebildetes erstes Armelement, an dem ein zweites Armelement um ein erstes Gelenk, das zwischen erstem Armelement und zweitem Armelement angeordnet ist, drehbar festlegbar ist. Das zweite Armelement ist mit einem dritten Armelement verbindbar, wobei zwischen dem zweiten Armelement und dem dritten Armelement ein zweites Gelenk angeordnet ist, um das das dritte Armelement drehbar ist. Das dritte Armelement ist mit einem vierten Armelement verbindbar, wobei zwischen dem dritten Armelement und dem vierten Armelement ein drittes Gelenk vorgesehen ist, um dass das vierte Armelement relativ zum dritten Armelement verdrehbar ist. Das vierte Armelement ist über ein viertes Gelenk mit einem fünften Armelement verbindbar. Das fünfte Armelement ist über ein fünftes Gelenk mit einem sechsten Armelement verbindbar.
Durch das Gelenk sind die Armelemente jeweils um eine Dreh- oder Schwenkachse drehbar gelagert. Die Dreh- oder Schwenkachse kann dabei parallel zu einer Längserstreckungsrichtung mindestens eines der Armelemente angeordnet sein oder schräg oder quer zur Erstreckungsrichtung der mindestens eines der Armelemente verlaufen.
Um ein automatisches Betreiben der Greifereinrichtung zu gewährleisten, kann die Greifereinrichtung mindestens eine Steuereinheit umfassen, durch die der mindestens eine Greiferarm mittels des mindestens einen Antriebsmittels in eine Arbeitsposition überführbar ist, in der das Karosserieteil durch das Greifmittel aufnehmbar, haltbar und wieder lösbar ist, durch die das Greifmittel zum Aufnehmen, Halten und wieder Lösen ansteuerbar ist und durch die der Greiferarm vom Einstellmodus in den Arbeitsmodus und zurück überführbar ist, wobei der Steuereinheit mindestens ein Sensormittel zuordenbar ist, durch das ein Annähern der Greifereinrichtung an ein Karosserieteil, und ein Aufnehmen eines Karosserieteils durch das mindestens eine Greifmittel erfassbar ist. Bei der Steuereinheit kann es sich beispielsweise um einen Absolutwertgeber handeln. Dadurch, dass die einzelnen Komponenten der Greifereinrichtung durch die Steuereinheit kontrollierbar sind und dadurch, dass der Steuereinheit ein Sensormittel zuordenbar ist, mit der ein Annähern der Greifeinrichtung an ein Karosserieteil sowie ein Aufnehmen eines Karosserieteils durch das mindestens eine Greifmittel erfassbar ist, lässt sich die Greifereinrichtung einfach automatisch einstellen und das Karosserieteil zur Montage genau positionieren.
Das Greifmittel kann technisch beliebig umgesetzt sein, sofern es der Funktion nachkommt, ein Karosserieteil aufzunehmen, zu halten und wieder von diesem lösen zu können. Ein Anpassen an unterschiedliche Geometrieoberflächen lässt sich einfach gewährleisten, wenn die Greifereinrichtung mindestens eine Unterdrück erzeugende Unterdruckeinheit aufweist und/oder wenn das Greifmittel mindestens einen eine Öffnung umfassenden Unterdruckabschnitt aufweist, wobei die mindestens eine Öffnung des Greifmittels mit der Unterdrück erzeugenden Unterdruckeinheit verbindbar oder verbunden ist, wobei das Karosserieteil durch Einstellen eines Unterdrucks am Unterdruckabschnitt an diesem festlegbar ist und durch Einstellen eines Umgebungsdruck oder Überdrucks am Unterdruckabschnitt vom Unterdruckabschnitt von diesem wieder lösbar ist.
Durch das Vorsehen einer Unterdrück erzeugenden Unterdruckeinheit und dadurch, dass das Greifmittel einen Unterdruckabschnitt aufweist, der mit der Unterdrück erzeugenden Unterdruckeinheit verbindbar ist, kann das Greifmittel durch Einstellen des Unterdrucks am Unterdruckabschnitt auf einfache Weise Karosserieteile mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien aufnehmen und festlegen. Solchenfalls kann auf einen komplexen Greifmechanismus, durch den beispielsweise mittels Hintergriff oder Dergleichen ein Form- oder Kraftschluss erzeugt wird, verzichtet werden.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn die den Unterdrück erzeugende Unterdruckeinheit im oder am Greifmittel angeordnet ist und/oder wenn die den Unterdrück erzeugende Unterdruckeinheit eine vom Greifmittel separate und zu diesem beabstandete Komponente umfasst.
Wenn die Unterdruckeinheit im oder am Greifmittel angeordnet ist, kann auf das Verlegen zusätzlicher Schläuche, die die Unterdruckeinheit und das Greifmittel verbinden, verzichtet werden. Hierdurch lässt sich eine Montageumgebung aufgeräumter abbilden.
Wenn die unterdruckerzeugende Unterdruckeinheit eine vom Greifmittel separate und zu diesem beabstandete Komponente umfasst, kann das Greifmittel gewichtsreduziert und einfach ausgebildet werden.
Um die Gefahr einer Beschädigung einer Oberfläche des Karosserieteils zumindest zu reduzieren, ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass das Greifmittel mindestens ein elastisches Auflageelement umfasst, das zumindest beim Festlegen des Karosserieteils zwischen dem Karosserieteil und dem Unterdruckabschnitt angeordnet ist.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn das elastische Auflageelement einen, insbesondere zumindest bereichsweiche porösen und luftdurchlässigen Kunststoff, Schaumstoff und/oder ein Zellulose-Material, wie Schwamm, und/oder einen Balg, insbesondere Doppelbalg, umfasst.
Wenn das elastische Auflageelement beispielsweise einen porösen und luftdurchlässigen Kunststoff, Schaum- und/oder ein Zellulose-Material, wie Schwamm, umfasst, lässt sich die Auflagefläche zwischen Greifmittel und Karosserieteil erhöhen. Wenn das elastische Auflageelement einen Balg, insbesondere Doppelbalg, umfasst, lässt sich das Greifmittel flächenmäßig reduziert ausbilden. Solchenfalls sind Karosserieteile mit komplexer und feingliedriger Oberflächengeometrie vereinfacht an der Greifeinrichtung festlegbar.
Insbesondere, wenn das elastische Auflageelement einen Balg, insbesondere Doppelbalg, umfasst, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Greifeinrichtung mindestens ein am Greifmittel angeordnetes stabförmiges Stützelement, insbesondere eine Mehrzahl von am Greifmittel angeordneten stabförmigen Stützelementen, das beim Aufnehmen des Karosserieteils von einer Grundstellung, in der das mindestens eine Stützelement zur Oberfläche des Karosserieteils beabstandet ist, in mindestens eine Stützstellung überführbar und darin festlegbar ist, in der das mindestens eine Stützelement an der Oberfläche des Karosserieteils anliegend gegen ein Bewegen festgelegt ist.
Hierdurch wird einerseits das Karosserieteil durch den Unterdruckabschnitt am Greifmittel angesaugt und zum Abstützen auf die Stützelemente gespannt.
Die Stützelemente können auf der dem Karosserieteil zugewandten Seite eine Beschichtung oder ein Dämpfelement umfassen, um eine Beschädigung der Oberfläche der Karosserieteile zu verhindern.
Um ein automatisches Anlegen der Stützelemente an die Oberfläche des Karosserieelements zu ermöglichen, umfasst die Greifereinrichtung bei einem Ausführungsbeispiel mindestens ein Antriebselement, das durch die Steuereinheit ansteuerbar ist und durch das das mindestens eine am Greifmittel angeordnete stabförmige Stützelement, insbesondere die Mehrzahl von am Greifmittel angeordneten stabförmigen Stützelementen, von der Grundstellung in die Stützstellung und zurück überführbar ist.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Greifereinrichtung lediglich ein Koppelelement und einen Greiferarm mit einem Greifmittel vorgesehen umfasst.
Darüber hinaus umfasst ein Ausführungsbeispiel der Greifereinrichtung mindestens zwei Greiferarme, die auf einander gegenüberliegenden Seite des Koppelelements angeordnet sind, und mindestens zwei Greifmittel, wobei jeweils ein Greifmittel an einem Greiferarm festgelegt ist.
Darüber hinaus sind Ausführungsformen der Greifereinrichtung denkbar, bei denen an dem Koppelelement vier Greiferarme angeordnet sind und jedem Greiferarm ein Greifmittel zugeordnet ist.
Hierdurch lässt sich die Stabilität beim Aufnehmen eines Karosserieteils weiter erhöhen. Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Montagesystem, insbesondere zum Montieren von Karosserieteilen mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien, mit mindestens einer, insbesondere mehrachsigen Montageroboter umfassenden Komponente und mit mindestens einer Greifeinrichtung mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale, die durch das mindestens eine Koppelelement am Montageroboter festlegbar ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Greifereinrichtung.
In der Zeichnung zeigt: Figur 1 Eine perspektivische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer
Greifereinrichtung;
Figur 2 Eine perspektivische Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Greifmittels der Greifereinrichtung gemäß Figur 1;
Figur 3 Eine perspektivische Seitenansicht auf ein zweites
Ausführungsbeispiel eines Greifmittels der Greifereinrichtung gemäß Figur 1.
Figur 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Greifereinrichtung für ein Montagesystem (in den Figuren nicht explizit dargestellt), zum Greifen von Karosserieteilen (in den Figuren nicht dargestellt) mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien. Die Greifereinrichtung 2 umfasst ein Koppelelement 4, das an einer Komponente des Montagesystems festlegbar ist.
Darüber hinaus umfasst die Greifereinrichtung 2 ein Greifmittel 6, durch das das Karosserieteil aufnehmbar und lösbar festlegbar ist. Das Greifmittel 6 ist über einen Greiferarm 8 am Koppelelement 4 festgelegt. Der Greiferarm 8 ist bewegbar am Koppelelement 4 angeordnet. In einem Einstellmodus ist der Greiferarm 8 relativ zum Koppelelement 4 bewegbar und in einem Arbeitsmodus relativ zum Koppelelement 4 gegen ein Bewegen festgelegt.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Greifereinrichtung 2, bei der ein Koppelelement 4 und zwei Greifmittel 6 sowie zwei Greiferarme 8 vorgesehen sind.
Der Greiferarm 8 umfasst bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils sechs Armelemente 10, zwischen denen jeweils ein Gelenk 12 angeordnet ist.
Durch die Gelenke 12 sind die aneinander angrenzenden Armelemente 10 im Einstellmodus jeweils relativ zueinander um eine Dreh- oder Schwenkachse drehbar. Hierbei kann die Dreh- oder Schwenkachse parallel, quer oder schräg zu einer Längserstreckungsrichtung der Armelemente 10 verlaufen.
Um die Armelemente 10 relativ zueinander bewegen zu können, umfasst die Greifereinrichtung 2 eine Antriebseinheit 14, die mehrere Antriebsmittel 16 aufweist. Diese sind innerhalb der Greiferarme 10 im Bereich der Gelenke 10 angeordnet und bewegen die Armelemente 10 im Einstellmodus relativ zueinander und legen die Greiferarme 8 im Arbeitsmodus gegen ein Bewegen relativ zueinander fest.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst jeder Greiferarm 8 einen 6-achsigen Roboterarm.
Das in Figur 1 dargestellte Greifmittel 6 wird im Folgenden anhand der Detaildarstellung in Figur 2 näher beschrieben.
Das Greifmittel 8 umfasst einen Unterdruckabschnitt 18, der über mindestens eine Öffnung 20 (in Figur 2 nicht dargestellt) mit einer unterdruckerzeugenden Unterdruckeinheit 22 verbindbar ist. Die unterdruckerzeugende Unterdruckeinheit 22 ist bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im Greifmittel 8 angeordnet.
Zwischen dem Unterdruckabschnitt 18 und dem Karosserieteil ist ein elastisches Auflageelement 24 ausgebildet. Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das elastische Auflageelement 24 einen porösen und luftdurchlässigen Kunststoff, Schaumstoff und/oder ein Zellulose-Material, wie Schwamm. Hierdurch kann das Greifmittel 6 flächenhaft an einer Oberfläche des Karosserieteils anliegen und durch Erzeugen eines Unterdrucks durch die unterdruckerzeugende Unterdruckeinheit 22 mit einer hohen Saugkraft auf das Karosserieteil wirken.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Greifmittels 8, bei dem das elastische Auflageelement 24 durch einen Balg, insbesondere Doppelbalg, ausgebildet ist. Durch diesen wird das Karosserieteil an das Greifmittel 8 gesaugt. Um das Karosserieteil festzulegen, umfasst das Greifmittel 8 im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 eine Mehrzahl von stabförmigen Stützelementen 26, an denen das Karosserieteil beim Festlegen am Greifmittel 8 anliegt. Die stabförmigen Stützelemente 26 sind durch Antriebselemente 28 ansteuerbar. Hierdurch sind die Stützelemente von einer Grundstellung, in der die Stützelemente 26 zur Oberfläche des Karosserieteils beabstandet sind, in eine Stützstellung überführbar und darin festlegbar, in der die Stützelemente 26 an der Oberfläche des Karosserieteils anliegen.
Um die einzelnen Komponenten der Greifereinrichtung 2 automatisch steuern und einstellen zu können, umfasst die Greifereinrichtung 2 eine Steuereinheit 30.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenl iste
2 Greifereinrichtung 4 Koppelelement
6 Greifmittel
8 Greiferarm
10 Armelement
12 Gelenk 14 Antriebseinheit
16 Antriebsmittel
18 Unterdruckabschnitt 20 Öffnung
22 Unterdruckeinheit 24 Auflageelement
26 Stützelement
28 Antriebselement
30 Steuereinheit

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Greifereinrichtung (2) für ein Montagesystem, insbesondere zum Greifen von Karosserieteilen mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien, mit mindestens einem Koppelelement (4), das an einer Komponente des Montagesystems festlegbar oder festgelegt ist, mit mindestens einem Greifmittel (6), durch das ein Karosserieteil aufnehmbar und lösbar festlegbar ist sowie beim Montieren des Karosserieteils gehalten ist, und mit mindestens einem Greiferarm (8), der bewegbar am Koppelelement (4) anordenbar oder angeordnet ist, an dem das Greifmittel (6) festlegbar oder festgelegt ist und der von einem Einstellmodus, in dem der Greiferarm (8) relativ zum Koppelelement (4) bewegbar ist, in mindestens einen Arbeitsmodus überführbar ist, in dem der Greiferarm (8) relativ zum Koppelelement (4) gegen ein Bewegen festgelegt ist.
2. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Greiferarm (8) mindestens zwei Armelemente (10) umfasst, die im Einstellmodus relativ zueinander bewegbar sind und im Arbeitsmodus gegen ein Bewegen relativ zueinander festgelegt sind.
3. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greiferarm (8) mindestens ein zumindest zwischen jeweils zwei der mindestens zwei Armelementen (10) angeordnetes Gelenk (12) umfasst, durch das die mindestens zwei Armelemente (10) relativ zueinander um eine Dreh- oder Schwenkachse drehbar sind.
4. Greifereinrichtung (2) nach mindestens einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Armelemente (10) im Einstellmodus manuell und/oder automatisch relativ zueinander bewegbar sind und/oder dass die Greifereinrichtung (2) mindestens ein Feststellmittel umfasst, durch das die Armelemente (10) des Greiferarms (8) manuell oder automatisch von dem Einstellmodus in den Arbeitsmodus und zurück überführbar und im Arbeitsmodus gegen ein Bewegen relativ zueinander festgelegt sind.
5. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens eine Antriebseinheit (14), die mindestens ein Antriebsmittel (16) aufweist, welches am oder im Greiferarm (8), insbesondere im Bereich mindestens eines des mindestens einen Gelenks (12) angeordnet sowie dem Gelenk (12) zuordenbar oder zugeordnet ist, und durch welches die beiden Armelemente (10) automatisch im Einstellmodus relativ zueinander bewegbar und automatisch im Arbeitsmodus gegen ein Bewegen relativ zueinander festlegbar sind, insbesondere wobei das Antriebsmittel (16) das Feststellmittel umfasst.
6. Greifereinrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greiferarm (8) mehrachsig ausgebildet ist und mehrere Greiferarme (8) umfasst, wobei der mindestens eine der beiden Greiferarme (8) ein n-tes Armelement (10) und der weitere der beiden Armelemente (10) ein (n+1)-tes Armelement (10) umfasst, wobei das (n+1)-te Armelement (10) um ein n-tes Gelenk (12) mit einer n-ten Dreh- oder Schwenkachse drehbar festgelegt ist und/oder am n-ten Gelenk (12) mindestens ein n-tes Antriebsmittel (16) der Antriebseinheit (14) anordenbar oder angeordnet ist.
7. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Steuereinheit (30), durch die der mindestens eine Greiferarm (8) mittels des mindestens einen Antriebsmittels (16) in eine Arbeitsposition überführbar ist, in der das Karosserieteil durch das Greifmittel (6) aufnehmbar, haltbar und wieder lösbar ist, durch die das Greifmittel (6) zum Aufnehmen, Halten und wieder Lösen ansteuerbar ist und durch die der Greiferarm (8) vom Einstellmodus in den Arbeitsmodus und zurück überführbar ist, wobei der Steuereinheit (30) mindestens ein Sensormittel zuordenbar ist, durch das ein Annähern der Greifereinrichtung (8) an ein Karosserieteil, und ein Aufnehmen eines Karosserieteils durch das mindestens eine Greifmittel (6) erfassbar ist.
8. Greifereinrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Unterdrück erzeugende Unterdruckeinheit (22) und/oder dadurch, dass das Greifmittel (6) mindestens einen eine Öffnung (20) umfassenden Unterdruckabschnitt (18) aufweist, wobei die mindestens eine Öffnung (20) des Greifmittels (6) mit der Unterdrück erzeugenden Unterdruckeinheit (22) verbindbar oder verbunden ist, wobei das Karosserieteil durch Einstellen eines Unterdrucks am Unterdruckabschnitt (18) an diesem festlegbar ist und durch Einstellen eines Umgebungsdrucks oder Überdrucks am Unterdruckabschnitt (18) vom Unterdruckabschnitt (18) von diesem wieder lösbar ist.
9. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die den Unterdrück erzeugende Unterdruckeinheit (22) im oder am Greifmittel (6) angeordnet ist und/oder dass die den Unterdrück erzeugende Unterdruckeinheit (22) eine vom Greifmittel (6) separate und zu diesem beabstandete Komponente umfasst.
10. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifmittel (6) mindestens ein elastisches Auflageelement (24) umfasst, das zumindest beim Festlegen des Karosserieteils zwischen dem Karosserieteil und dem Unterdruckabschnitt (18) angeordnet ist.
11. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Auflageelement (24) einen, insbesondere zumindest bereichsweiche porösen und luftdurchlässigen Kunststoff, Schaumstoff und/oder ein Zellulose- Material, wie Schwamm, und/oder einen Balg, insbesondere Doppelbalg, umfasst.
12. Greifereinrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein am Greifmittel (6) angeordnetes stabförmiges Stützelement (26), insbesondere eine Mehrzahl von stabförmigen Stützelemente (26), das beim Aufnehmen des Karosserieteils von einer Grundstellung, in der das mindestens eine Stützelement (26) zur Oberfläche des Karosserieteils beabstandet ist, in mindestens eine Stützstellung überführbar und darin festlegbar ist, in der das mindestens eine Stützelement (26) an der Oberfläche des Karosserieteils anliegend gegen ein Bewegen festgelegt ist.
13. Greifereinrichtung (2) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch mindestens ein Antriebselement (28), das durch die Steuereinheit (30) ansteuerbar ist und durch das das mindestens eine am Greifmittel (6) angeordnete stabförmige
Stützelement (26), insbesondere die Mehrzahl von stabförmigen Stützelementen (26), von der Grundstellung in die Stützstellung und zurück überführbar ist.
14. Greifereinrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei Greiferarme (8), die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Koppelelements (4) angeordnet sind, und durch mindestens zwei Greifmittel (6), wobei jeweils ein Greifmittel (6) an einem Greiferarm (8) festgelegt ist.
15. Montagesystem, insbesondere zum Montieren von Karosserieteilen mit unterschiedlichen Oberflächengeometrien, mit mindestens einer einen, insbesondere mehrachsigen, Montageroboter umfassenden Komponente und mit mindestens einer Greifereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die durch das mindestens eine Koppelelement (4) am Montageroboter festlegbar ist.
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