DD241036A1 - COMBINED SINGLE AND MULTIPLE GRIPPERS FOR INDUSTRIAL ROBOTS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist geeignet beim Einsatz von Industrierobotern fuer Montageoperationen, besonders wenn die Montageeinheit aus Gross- und Kleinteilen besteht. Ziel der Erfindung ist, die Flexibilitaet von Industrierobotern, bezogen auf Greifeinrichtungen, fuer die Montage komplexer Baugruppen zu erhoehen und damit eine Reduzierung derTransportwege, der Anzahl verschiedener Spann- und Greifkoepfe und daraus resultierend eine Senkung der Montagezeit insgesamt zu erreichen. Aufgabe der Erfindung ist, einen kombinierten Einzel- und Mehrfachgreifer fuer unterschiedliche Teile, insbesondere fuer Montageoperationen, erfinderisch so zu verbessern, dass Umruesten der Greifeinrichtung bei Aenderung der Montageaufgabe unterbleiben kann. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine drehbar gelagerte Scheibe spiralfoermige Nuten, die am inneren Ende in Radialnuten uebergehen, aufweist, dass die Scheibe mit einem Arbeitszylinder verbunden ist, dass in jeder Nut ein schwenkbarer Greiffinger gefuehrt wird, dass jeweils ueber und unter dem Schwenkpunkt des Greiffingers ein Arbeitszylinder und eine Druckfeder angeordnet sind und dass ein Teller durch einen weiteren Arbeitszylinder axial verschiebbar ist. Fig. 1The invention is suitable when using industrial robots for assembly operations, especially when the assembly unit consists of large and small parts. The aim of the invention is to increase the flexibility of industrial robots, based on gripping devices, for the assembly of complex assemblies and thus to achieve a reduction of Transportwege, the number of different clamping and Greifkoepfe and as a result a reduction in the overall assembly time. The object of the invention is to improve a combined single and multiple gripper for different parts, in particular for assembly operations, inventive way so that Umruesten the gripping device can be omitted in changing the assembly task. According to the invention, the object is achieved in that a rotatably mounted disc spiralfoermige grooves, which at the inner end in radial grooves, having that the disc is connected to a working cylinder, that in each groove a pivotable gripping fingers is guided, each above and below the Pivot point of the gripper finger a working cylinder and a compression spring are arranged and that a plate is axially displaceable by another working cylinder. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist für Industrieroboter, die vorwiegend für Montageoperationen genutzt werden, geeignet, besonders wenn mehr als 2 Bauteile im Montageprozeß zu verarbeiten sind und die Montageeinheit aus Groß- und Kleinteilen besteht.The invention is suitable for industrial robots, which are mainly used for assembly operations, especially if more than 2 components are to be processed in the assembly process and the assembly unit consists of large and small parts.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Herkömmliche Greifköpfe/Greifer sind mit Greifeinrichtungen versehen, die in bestimmten Grenzen — Masse, Abmessung, Gestaltung —Werkstücke ähnlicher Kontur handhaben können. In EP 0094338 sowie in DD-WP 146268 werden Mehrfachgreifköpfe beschrieben, die den aus der Zerspanungstechnik bekannten Revolverköpfen ähnlich sind. Die Nachteile dieser Lösungen sind darin zu sehen, daß entsprechend der Vielfalt der zu montierenden Baugruppen/Erzeugnisse ein breites Sortiment an Greif- oder Spanneinrichtungen bereitliegen muß, das gegebenen Änderungen der Montage-/ Handhabeaufgabe entspricht. Das heißt wird die Handhabeaufgabe geändert, z. B. ist eine andere Baugruppe/ein anderes Erzeugnis zu montieren, so muß die Handhabeeinrichtung entsprechend den gegebenen Änderungen angepaßt/umgerüstet werden. Dies geschieht in der Regel manuell (je nach erreichtem Automatisierungsgrad). Damit kommt es immer wieder—bei Änderung der MontageVHandhabeaufgabe — zu Unterbrechungen des kontinuierlichen Ablaufs der Montageoperationen. Die technischen Ursachen dieser Nachteile sind daran begründet, daß die Greif- oder Spanneinrichtungen individuell den zu greifenden Werkstücken/Bauelementen angepaßt sein müssen und somit bei Änderung der Arbeitsaufgabe, z. B. Montage einer anderen Baugruppe, auch die Handhabeeinrichtungen der Industrieroboter — Greif- oder Spanneinrichtungen —- umgerüstet werden müssenConventional gripping heads / grippers are provided with gripping devices, which can handle - within certain limits - mass, dimension, design -Werkstücke similar contour. In EP 0094338 as well as in DD-WP 146268 multiple gripping heads are described, which are similar to the turret heads known from the machining technology. The disadvantages of these solutions are the fact that according to the variety of assemblies to be assembled / products a wide range of gripping or clamping devices must be provided, which corresponds to given changes in the assembly / handling task. That is, the handling task is changed, for. B. is another assembly / another product to mount, the handle device must be adapted / converted according to the given changes. This usually happens manually (depending on the degree of automation achieved). This leads to repeated interruptions in the continuous sequence of assembly operations when the assembly handling task is changed. The technical causes of these disadvantages are due to the fact that the gripping or clamping devices must be adapted individually to be gripped workpieces / components and thus when changing the task, z. B. assembly of another module, and the handling devices of industrial robots - gripping or clamping devices - need to be converted

Ein universeller Einsatz der Handhabeeinrichtungen der Industrieroboter ist nicht möglich. A universal use of the handling devices of industrial robots is not possible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

DasZiel der Erfindung ist, den G rad der Flexibilität beim Einsatz von Industrierobotern, bezogen auf die Greifeinrichtung, für die Montage komplexer Baugruppen zu erhöhen und damit eine Reduzierung der Transportwege, der Anzahl verschiedener Werkzeuge — Spann- und Greifköpfe — und daraus resultierend eine Senkung der Werkzeugwechselzeiten bzw. eine Senkung der Montagezeit insgesamt zu erreichen.The aim of the invention is to increase the rad of flexibility in the use of industrial robots, based on the gripping device, for the assembly of complex assemblies and thus a reduction of transport routes, the number of different tools - clamping and gripping heads - and consequently a reduction of Tool change times or to reduce the total assembly time to achieve.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Einzel- und Mehrfachgreifer für in bezug auf Masse und Abmessung unterschiedlicherTeile, insbesondere für Montageoperationen erfinderisch so zu verbessern, daß ein Umrüsten der Greifeinrichtung, auch bei Änderung der Montageaufgabe, folglich der Handhabeaufgabe, weitestgehend unterbleibenThe invention is based on the technical object to improve a combined single and multiple gripper with respect to mass and dimension of different parts, in particular for assembly operations inventive so that a retooling of the gripping device, even when changing the assembly task, consequently the handling task, largely omitted

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer auf einem Grundkörper drehbar gelagerten Scheibe mehrere spiralförmig verlaufende Nuten auf der dem Grundkörper zugewandten Planseite angeordnet sind, wobei in jede Nut ein am Grundkörper schwenkbar gelagerter Greiffinger eingreift und daß ein Teller durch einen im Grundkörper angeordneten Arbeitszylinder axial verschiebbar ist.According to the invention the object is achieved in that a plurality of spirally extending grooves are arranged on the base body facing plan side in a rotatably mounted on a base body, wherein in each groove engages a pivotally mounted on the base gripper fingers and that a plate arranged by a arranged in the main body cylinder is axially displaceable.

Eine vorteilhafte Auslegung ist, daß die spiralförmig verlaufenden Nuten an ihrem am weitesten nach innen gezogenen Enden in Radialnuten übergehen, daß die Scheibe mit einem Arbeitszylinder verbunden ist und daß jedem Greiffinger ein Arbeitszylinder und eine Druckfeder, jeweils über bzw. unter dem Schwenkpunkt des Greiffingers angeordnet, zugeordnet sind.An advantageous design is that the spirally extending grooves at their farthest inward ends in radial grooves pass, that the disc is connected to a working cylinder and that each gripping finger a working cylinder and a compression spring, respectively arranged above or below the pivot point of the gripper finger , assigned.

Des weiteren ist vorteilhaft, daß die Greiffinger eine Innengreif- und eine Außengreiffläche haben und daß der Teller, den Greiffingern gegenüberliegend, Spannflächen aufweist.Furthermore, it is advantageous that the gripping fingers have a Innengreif- and an outer gripping surface and that the plate, the gripper fingers opposite, has clamping surfaces.

Die Vorteile dieser technischen Lösung sind, daß durch die Verschiebbarkeit des Tellers die Möglichkeit gegeben ist, mit gleichem Greifer ein in bezug auf Masse und Abmessung wesentlich größeres oder mehrere kleine Werkstücke/Bauelemente nacheinander in einem Ladevorgang zu greifen und an die Montagestation zu übergeben, ohne daß der Roboterfür jedesTeil die Bereitstelleinrichtung anfahren oder den Greifer wechseln mußThe advantages of this technical solution are that is given by the displaceability of the plate the opportunity to grab with the same gripper with respect to mass and dimension much larger or more small workpieces / components sequentially in a single charge and transfer to the assembly station, without that for each part the robot must approach the supply device or change the gripper

Damit treten folgende Effekte ein: This causes the following effects:

— Senkung von Transportwegen — holen von Teilen- Reduction of transport routes - Get parts

— Senkung der Werkzeugwechselzeit- Reduction of tool change time

— Senkung der Montagezeit- Reduction of assembly time

— Senkung der Anzahl verschiedener Werkzeuge- Lowering the number of different tools

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: Darstellung des kombinierten Einzel- und Mehrfachgreifers Fig. 2: Schnittzur Darstellung der spiralförmig verlaufenden Nuten.Fig. 1: Illustration of the combined single and multiple gripper Fig. 2: sectional view of the spiral grooves.

In Fig. 1 ist der Greifer als Einzelgreifer dargestellt, d. h. der Teller 6 befindet sich auf der inneren Endlage 6.1.In Fig. 1, the gripper is shown as a single gripper, d. H. the plate 6 is located on the inner end position 6.1.

Auf dem Grundkörper 19 mit Aufnahme 1 ist eine drehbar gelagerte Scheibe 3 angeordnet, beide sind durch einen Arbeitszylinder 5 miteinander verbunden.On the base body 19 with receptacle 1, a rotatably mounted disc 3 is arranged, both are interconnected by a working cylinder 5.

Des weiteren sind die Greiffinger 2 schwenkbar, sowie für jeden Greiffinger 2 ein Arbeitszylinder 11 und eine Druckfeder 15 am Grundkörper 19 angeordnet.Furthermore, the gripping fingers 2 are pivotable, and arranged for each gripping finger 2, a working cylinder 11 and a compression spring 15 on the base body 19.

Im Grundkörper ist ein Arbeitszylinder 7 angeordnet, der mit einem verschiebbaren Teller 6 verbunden ist.In the main body, a working cylinder 7 is arranged, which is connected to a displaceable plate 6.

Die Wirkungsweise des Greifers ist folgende:The mode of action of the gripper is the following:

Der vorgeschlagene Greifer ist über eine Aufnahme 1 an einem Industrieroboter befestigt und energetisch sowie informationeil mit diesem verbunden. Für das Greifen großer Teile werden die Greiffinger 2 über die Scheibe 3, in der sich die spiralförmigen Nuten 4 befinden, gemeinsam bewegt. Die Drehbewegung der Scheibe 3 wird durch den Arbeitszylinder 5 eingeleitet. Die Greiffinger 2 sind im Schwenkpunkt 18 derart gelagert, daß sie bezogen auf die Achse des Greifers, eine radiale Schwenkbewegung ausführen können, d.h. sie bewegen sich mit ihren Spannflächen (Innenfläche 9 bzw. 10) je nach Drehrichtung der Scheibe 3 konzentrisch hin zur Mitte bzw. weg von der Mitte (Achse) des Greifers. Zur Verringerung der Reibung beim Drehen der Scheibe 3 ist diese wälzgelagert— Lager 17 —,des weiteren sind auf den Führungsenden der Greiffinger 2 Rollen 16 angeordnet.The proposed gripper is attached via a receptacle 1 to an industrial robot and energetically and information part connected to this. For gripping large parts, the gripping fingers 2 are moved together via the disc 3, in which the spiral grooves 4 are located. The rotational movement of the disc 3 is initiated by the working cylinder 5. The gripping fingers 2 are mounted in the pivot point 18 so that they can perform a radial pivoting movement with respect to the axis of the gripper, i. They move with their clamping surfaces (inner surface 9 or 10) depending on the direction of rotation of the disc 3 concentric toward the center or away from the center (axis) of the gripper. To reduce the friction when rotating the disc 3, this is wälzgelagert- bearings 17 -, further arranged on the leading ends of the gripper fingers 2 rollers 16.

Der Teller 6 ist bei dieser Greifoperation durch den Arbeitszylinder 7 in die innere Endlage 6.1 zurückgefahren. Durch die Gestaltung der Greiffinger— hebeiförmig, Innengreiffläche 9, Außengreiffläche 10 — ist es möglich, Werkstücke/Bauelemente an der Innenkontur oder an der Außenkontur zu greifen. Die Arbeitszylinder 11 sind bei dieser Greifoperation wirkungslos.The plate 6 is moved back in this gripping operation by the working cylinder 7 in the inner end position 6.1. Due to the design of the gripper finger hoe-shaped, inner gripping surface 9, outer gripping surface 10, it is possible to grasp workpieces / components on the inner contour or on the outer contour. The working cylinders 11 are ineffective in this gripping operation.

Für das Greifen mehrerer kleiner Teile muß der Teller 6 durch den Arbeitszylinder 7 in die äußere Endlage 6.2. gefahren werden.For the gripping of several small parts of the plate 6 by the working cylinder 7 in the outer end position 6.2. be driven.

Des weiteren muß die Scheibe 3 durch den Arbeitszylinder 5 in die Lage gedreht werden, daß die Greiffinger 2 in den Radialnuten 4, bezogen auf die Greiferachse, radiale Spannbewegungen ausführen können. Die Greiffinger 2 werden einzeln und nacheinander durch die Arbeitszylinder 11 bewegt.Furthermore, the disc 3 must be rotated by the working cylinder 5 in the position that the gripping fingers 2 in the radial grooves 4, based on the gripper axis, can perform radial clamping movements. The gripping fingers 2 are moved individually and successively through the working cylinder 11.

Das Werkstück/Bauelement wird gegriffen, indem sich die Innenspannfläche 9 des jeweiligen, durch den Arbeitszylinder 11 beaufschlagten, Greiffinger 2 auf den Teller 6 zu bewegt und das Werkstück/Bauelement zwischen der Tellerfläche 14 und der Innenfläche 9 des Greiffingers 2 gespannt wird. Das Entspannen des Werkstückes/Bauelements erfolgt, indem der jeweilige Arbeitszylinder entlastet wird, und das Zurückführen des Greiffingers 2 erfolgt durch die Druckfeder 15.The workpiece / component is gripped by the inner clamping surface 9 of the respective acted upon by the working cylinder 11, gripper fingers 2 moves to the plate 6 and the workpiece / component between the plate surface 14 and the inner surface 9 of the gripper finger 2 is tensioned. The relaxing of the workpiece / component takes place by the respective working cylinder is relieved, and the return of the gripping finger 2 is effected by the compression spring 15th

Claims (6)

^s — I — £.** I ^s - I - £. ** I Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Kombinierter Einzel-und Mehrfachgreifer für die Handhabung von in bezug auf Masse und Abmessung unterschiedlicher Teile, isbesondere für Montageoperationen, gekennzeichnet dadurch, daß in einer auf einem Grundkörper (19) drehbar gelagerten Scheibe (3) mehrere spiralförmig verlaufende Nuten (4) auf der dem Grundkörper (19) zugewandten Planseite angeordnet sind, wobei in jede Nut (4) ein am Grundkörper (19) schwenkbar gelagerter Greiffinger (2) eingreift und daß ein Teller (6) durch einen im Grundkörper (19) angeordneten Arbeitszylinder (7) axial verschiebbar ist.1. Combined single and multiple gripper for the handling of different mass and dimensions of parts, is especially for assembly operations, characterized in that in a on a base body (19) rotatably mounted disc (3) a plurality of spirally extending grooves (4) the plan side facing the base body (19) are arranged, wherein in each groove (4) a gripping finger (2) pivotably mounted on the base body (19) engages and that a plate (6) by a working cylinder (7) arranged in the base body (19) is axially displaceable. 2. Kombinierter Einzel-und Mehrfachgreifer nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß die spiralförmig verlaufenden Nuten (4) an ihren am weitesten nach innen gezogenen Enden in Radialnuten (12) übergehen.2. Combined single and multiple gripper according to item 1, characterized in that the spirally extending grooves (4) merge at their furthest inwardly drawn ends in radial grooves (12). 3. Kombinierter Einzel- und Mehrfachgreifer nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Scheibe (3) mit einem Arbeitszylinder (5) verbunden ist.3. Combined single and multiple gripper according Pkt. 1 and 2, characterized in that the disc (3) with a working cylinder (5) is connected. 4. Kombinierter Einzel- und Mehrfachgreifer nach Pkt. 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß jedem Greiffinger (2) ein Arbeitszylinder (11) und eine Druckfeder (15), jeweils über bzw. unter dem Schwenkpunkt (18) des Greiffingers (2) am Grundkörper (19) angeordnet, zugeordnet sind.4. Combined single and multiple gripper according to Pkt. 1 to 3, characterized in that each gripping finger (2) has a working cylinder (11) and a compression spring (15), respectively above or below the pivot point (18) of the gripper finger (2) arranged on the base body (19) are assigned. 5. Kombinierter Einzel- und Mehrfachgreifer nach Pkt. 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Greiffinger (2) eine Innengreiffläche (9) und eine Außengreiffläche (10) haben.5. Combined single and multiple gripper according to item 1 to 4, characterized in that the gripping fingers (2) have an inner gripping surface (9) and an outer gripping surface (10). 6. Kombinierter Einzel-und Mehrfachgreifer nach Pkt. 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Teller (6) den Greiffingern (2) gegenüberliegend Spannflächen (14) aufweist.6. Combined single and multiple gripper according Pkt. 1 to 5, characterized in that the plate (6) the gripping fingers (2) opposite clamping surfaces (14).