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Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung zur kraftschlüssigen Aufnahme eines Werkstücks mit einer Spanneinrichtung, die zwei relativ zueinander längs einer Spannrichtung verlagerbare Spannbacken aufweist, wobei jede Spannbacke an einer Greiffläche der Spannbacke eine Andruckeinrichtung mit einem an einer Oberfläche des Werkstücks andrückbaren Andruckelement aufweist, wobei mindestens ein Andruckelement mit einem Greifaktor in eine Andruckposition auslenkbar ist, so dass das Werkstück zwischen den beiden Andruckelementen der beiden Andruckeinrichtungen kraftschlüssig ergriffen wird.
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Mit einer Greifereinrichtung kann ein Werkstück ergriffen und einer Bearbeitungseinrichtung zugeführt, während der Bearbeitung des Werkstücks mit der Bearbeitungseinrichtung in einer vorgegebenen Position fixiert und anschließend nach der Bearbeitung wieder aus der Bearbeitungseinrichtung entnommen werden. Aus der Praxis sind verschiedene Ausgestaltungen derartiger Greifereinrichtungen bekannt, die beispielsweise bei einer Bauteilbearbeitung mittels CNC-Maschinen oder Bearbeitungsrobotern in verschiedenen Anwendungsbereichen wie zum Beispiel in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, bei dem Fassaden- und Fensterbau oder bei der Blechteilbearbeitung eingesetzt werden können. Dabei soll die Greifereinrichtung die zu handhabenden Werkstücke mit einer ausreichend hohen Andruckkraft ergreifen und in der Spanneinrichtung festlegen können, so dass die Werkstücke während deren Handhabung und insbesondere während deren Bearbeitung mit der Bearbeitungseinrichtung zuverlässig ergriffen und in einer vorgegebenen Position fixiert werden können. Die auf das Werkstück einwirkenden Andruckkräfte sollen jedoch nicht übermäßig groß sein, um eine Beschädigung des Werkstücks zu vermeiden.
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Bei großen Werkstücken müssen die Spannbacken entsprechend große Verstellwege aufweisen, um in Abhängigkeit von den Abmessungen und der Formgebung der einzelnen Werkstücke zuverlässig verlagert und in einer vorgegebenen Anordnung relativ zu dem Werkstück fixiert werden zu können, damit das Werkstück zwischen den Spannbacken mit der gewünschten Andruckkraft klemmend bzw. kraftschlüssig festgelegt wird. Eine Verstelleinrichtung, die einerseits einen großen Verstellweg für die beiden Spannbacken ermöglicht und andererseits mit den beiden Spannbacken auf das dazwischen angeordnete und aufgenommene Werkstück möglichst präzise eine vorgegebene Andruckkraft ausüben und beibehalten kann, erfordert üblicherweise hohe Herstellungskosten und einen großen Raumbedarf für eine derartige Greifereinrichtung.
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Es hat sich gezeigt, dass bei großen Werkstücken deren tatsächliche Formgebung von der für dieses Werkstück theoretisch vorgesehenen oder angenommenen Formgebung abweicht. Um zu vermeiden, dass diese toleranzbedingten Abweichungen in der Formgebung des Werkstücks dazu führen können, dass das Werkstück entweder nicht mit einer ausreichend hohen Andruckkraft zwischen den Spannbacken eingespannt wird und sich während der Handhabung oder Bearbeitung des Werkstücks aus der Greifereinrichtung unbeabsichtigt lösen könnte, oder dass die Spanneinrichtung eine zu hohe Andruckkraft auf das Werkstück ausübt und das Werkstück dadurch beschädigt wird, muss üblicherweise die mit der Spanneinrichtung tatsächlich auf das Werkstück ausgeübten Andruckkraft gemessen und die Positionierung der Spannbacken mit einem geeigneten Regelkreis nachgeführt werden.
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Durch die Anordnung von einer zusätzlichen Andruckeinrichtung an der Greiffläche einer Spannbacke, bei der ein an das Werkstück andrückbares Andruckelement mit einem Greifaktor auslenkbar ist, können die auf das Werkstück ausgeübten Andruckkräfte präzise vorgegeben und rasch angepasst werden, ohne dass die Spannbacken mit der Verstelleinrichtung verstellt werden müssen. Als Greifaktoren werden oftmals piezoelektrische Aktoren eingesetzt, die kurze Verstellzeiten und hohe Andruckkräfte ermöglichen. Eine derartige Greifereinrichtung ist beispielsweise in
DE 40 37 883 A1 beschrieben.
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Der maximale Verstellweg von handelsüblich erhältlichen piezoelektrischen Aktoren ist jedoch klein und oftmals zu gering, um bei einer unzulänglichen Anordnung der Spannbacke relativ zu dem Werkstück toleranzbedingte Abweichungen in der jeweiligen Formgebung der Werkstücke ausgleichen zu können.
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Es wird als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, eine Greifereinrichtung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass mit möglichst geringen Kosten und einem möglichst geringen Raumbedarf ein Werkstück rasch und zuverlässig ergriffen, gehandhabt und beispielsweise während der Dauer einer Bearbeitung mit einer Bearbeitungseinrichtung in einer Bearbeitungsposition fixiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Spannbacken mittels einer Verlagerungseinrichtung in eine Aufnahmeposition verlagert werden können, in der die Andruckelemente an dem Werkstück anliegen, und dass die Spannbacken mit einer Festlegungseinrichtung in der Aufnahmeposition festlegbar sind, so dass die Spannbacken bei einer Auslenkung des mindestens einen auslenkbaren Andruckelements und der dadurch erzeugten und auf das Werkstück einwirkenden Andruckkräfte in der Aufnahmeposition festgehalten werden. Anstelle einer Verstelleinrichtung, mit der die beiden Spannbacken in eine vorgegebene Spannposition verstellt und dort festgehalten werden, muss die Verlagerungseinrichtung lediglich die beiden Spannbacken an das Werkstück heranführen, bis die an den beiden Spannbacken angeordneten Andruckelemente an dem Werkstück anliegen. Die Festlegung der Spannbacken in einer durch das jeweilige Werkstück vorgegebenen Spannposition für jede der beiden Spannbacken wird nicht durch die Verlagerungseinrichtung, sondern durch eine gesonderte Festlegungseinrichtung bewirkt. Die Verlagerungseinrichtung kann deshalb sehr kostengünstig und raumsparend ausgestaltet sein. Durch die Kombination der Verlagerungseinrichtung mit der Festlegungseinrichtung wird eine schwimmende Lagerung und anschließende Festlegung der beiden Spannbacken ermöglicht, so dass eine zuverlässige und kostengünstige Anpassung der jeweiligen Spannposition der Spannbacken an individuelle und toleranzbedingt unterschiedlich geformte Werkstücke möglich ist. Auch ein seitlicher Versatz des Werkstücks, das manuell oder mit einer anderen Handhabungseinrichtung der Greifereinrichtung zugeführt wird und dabei nicht präzise in der für das Ergreifen mit der Greifereinrichtung vorgesehenen Position befindet, kann ohne großen Aufwand ausgeglichen werden. Mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Greifereinrichtung, die kostengünstig hergestellt werden kann und nur einen geringen Raumbedarf erfordert, ist eine zuverlässige Ergreifung und Handhabung vieler unterschiedlicher Werkstücke möglich.
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Jede Andruckeinrichtung einer Spannbacke ist vorzugsweise in einer der anderen Spannbacke zugewandten Ausrichtung angeordnet, so dass ein Werkstück zwischen den einander zugewandten Andruckeinrichtungen klemmend festgelegt werden kann. Es ist ebenfalls möglich, dass die beiden Andruckeinrichtungen auch in einer entgegengesetzten, einander abgewandten Ausrichtung angeordnet sind, um beispielsweise in eine Ausnehmung oder in einen Hohlraum eines Werkstücks eingeführt werden zu können und das Werkstück durch eine nach außen gerichtete Klemmkraft festlegen zu können. Die Andruckeinrichtungen können auch verlagerbar an der jeweils zugeordneten Spannbacke angeordnet sein, um je nach Werkstück eine geeignete Ausrichtung der Andruckeinrichtungen zu ermöglichen. Es ist ebenfalls denkbar, dass mehrere Andruckeinrichtungen an einer Spannbacke angeordnet sind.
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Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die beiden Andruckeinrichtungen jeweils mindestens einen Greifaktor aufweisen, mit dem das Andruckelement der zugeordneten Andruckeinrichtung in eine Andruckposition ausgelenkt werden kann. Mit zwei jeweils unabhängig voneinander auslenkbaren Andruckelementen können die von den Andruckelementen auf das dazwischen kraftschlüssig gehaltene Werkstück ausgeübten Andruckkräfte präzise vorgegeben bzw. erzeugt werden. Zudem können die Andruckelemente in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Werkstücks in geeigneter Weise so ausgelenkt werden, dass die beiden Andruckelemente von beiden Seiten gleichmäßig an das Werkstück angelegt werden und das Werkstück kraftschlüssig ergriffen wird, ohne dass das Werkstück dabei aus der ursprünglichen Position heraus verlagert wird oder dass übermäßige Verspannungen auf das Werkstück ausgeübt werden.
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Um unterschiedlich geformte Werkstücke zuverlässig zwischen den Andruckelementen einspannen und von den Andruckelementen kraftschlüssig greifen zu können ist vorgesehen, dass mindestens ein Andruckelement schwenkbar an der zugeordneten Andruckeinrichtung gelagert ist. Auf diese Weise können auch Werkstücke, die im Bereich der Andruckelemente keine ebenen und parallel zueinander ausgerichteten Oberflächenbereiche aufweisen, zuverlässig von der Spanneinrichtung ergriffen und gehalten werden. Die Andruckeinrichtung mit einem schwenkbar gelagerten Andruckelement kann beispielsweise mit einer Andruckeinrichtung kombiniert werden, die ein Andruckelement mit einer starr gelagerten, jedoch konvex gekrümmten und beispielsweise halbkugelförmig ausgestalteten Andruckfläche aufweist. Es können auch beide Andruckelemente jeweils schwenkbar an der zugeordneten Andruckeinrichtung gelagert sein.
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Eine konstruktiv einfache und besonders kostengünstige Ausgestaltung der Verlagerungseinrichtung sieht vor, dass die Verlagerungseinrichtung eine Federeinrichtung aufweist, mit welcher die beiden Spannbacken aufeinander zu verlagert werden können. Zu diesem Zweck kann jede Spannbacke auf einer dem Werkstück abgewandten Seite mit einer Feder in Wirkverbindung stehen, welche die zugeordnete Spannbacke in Richtung der anderen Spannbacke bzw. auf ein dazwischen angeordnetes Werkstück hin verlagern möchte. Die von der Federeinrichtung ausgeübten Federkräfte sind dabei zweckmäßigerweise ausreichend gering vorgegeben, so dass die beiden Spannbacken jeweils bis an das Werkstück heran verlagert werden, jedoch über die Andruckelemente noch keine nennenswerten Andruckkräfte auf das Werkstück übertragen werden. Erst nach einer Festlegung der Spannbacken in den dadurch vorgegebenen Spannpositionen und einer anschließenden Betätigung des mindestens einen Greifaktors, durch den eine Auslenkung des zugeordneten Andruckelements bewirkt wird, um Andruckkräfte auf das Werkstück auszuüben, wird das Werkstück kraftschlüssig ergriffen und zwischen den Spannbacken fixiert.
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Die beiden Spannbacken können gegen die von der Federeinrichtung ausgeübten Federkräfte wieder in eine Ausgangsposition zurückverlagert werden, um das Werkstück freizugeben und gegebenenfalls ein neues Werkstück aufnehmen zu können. Die Rückstellbewegung der Spannbacken in eine Ausgangsposition zurück kann beispielsweise mit einem Elektromotor oder durch eine manuelle Betätigung bewirkt werden.
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Es ist ebenfalls möglich, dass die Verlagerungseinrichtung eine fluidbetätigte Antriebseinrichtung aufweist, mit welcher die beiden Spannbacken aufeinander zu verlagert werden können. Dabei können beispielsweise Pneumatik- oder Hydraulikzylinder eingesetzt werden, die zweckmäßigerweise lediglich geringe Spannkräfte aufbringen können. Die Kräfte, die für das Heranführen und Anlegen der Spannbacken an das Werkstück ausgeübt und bei einem Kontakt der Spannbacken auf das Werkstück übertragen werden, können dadurch sehr gering gehalten werden. Große und schwere Komponenten der fluidbetätigten Antriebseinrichtung können beabstandet von den Spannbacken ortsfest angeordnet sein. Die beispielsweise mit einer Pneumatik- oder Hydraulikzylinder erzeugten Druckkräfte können durch geeignete Fluidleitungen oder Kraftübertragungssysteme auf die Spannbacken übertragen werden.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die beiden Spannbacken in einer Linearführung linear verlagerbar gelagert sind. Eine in der Herstellung aufwändige und während des Betriebs fehleranfällige komplexe Lagerungseinrichtung für die Spannbacken ist für die meisten Anwendungsfälle nicht erforderlich. Die Anpassung der Andruckelemente an eine gegebenenfalls komplexe Formgebung eines von der Greifereinrichtung ergriffenen Werkstücks kann durch eine geeignete Ausgestaltung der Andruckelemente und beispielsweise eine schwenkbare Lagerung der Andruckelemente bewirkt werden. Durch die geführte Lagerung der Spannbacken in eine Linearführung kann die Verlagerungseinrichtung besonders einfach, kostengünstig und zuverlässig ausgestaltet sein, da keine komplexen Bewegungsabläufe für die Verlagerung der Spannbacken erforderlich sind.
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In Verbindung mit einer Linearführung für die Spannbacken kann auch die Festlegungseinrichtung zur Festlegung der Spanbacken in der Aufnahmeposition konstruktiv einfach und kostengünstig ausgestaltet sein. So kann beispielsweise mit der Festlegungseinrichtung eine quer zu der Linearführung gerichtete Festklemmkraft auf die beiden in der Aufnahmeposition befindlichen Spannbacken ausgeübt werden. Die Festlegungseinrichtung kann beispielsweise eine mit einem elektrischen Antrieb oder fluidbetätigte Klemmplatte aufweisen, die quer zur Linearführung seitlich an Klemmflächen der Spannbacken herangeführt und angedrückt werden kann. Die Spannbacken werden dadurch kraftschlüssig in der vorgegebenen Aufnahmeposition an der Linearführung festgelegt.
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Es ist ebenfalls denkbar, dass die Festlegungseinrichtung einen formschlüssigen Eingriff mit den Spannbacken in der jeweiligen Aufnahmeposition bewirken kann. Zu diesem Zweck kann die Festlegungseinrichtung verlagerbare Bolzen oder Rastelemente aufweisen, die auf einer dem Werkstück abgewandten Seite formschlüssig mit den Spannbacken in Eingriff gebracht werden können und die Spannbacken in der vorgesehenen Aufnahmeposition zurückhalten.
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Mit einer vorangehend beschriebenen schwimmenden Lagerung der Spannbacken, deren Aufnahmeposition durch das Werkstück vorgegeben wird und nicht vorab durch einen Benutzer vorgegeben werden muss, kann in einfacher Weise erreicht werden, dass ein in der Spanneinrichtung aufgenommenes Werkstück mit einer ausreichend großen Andruckkraft klemmend zwischen den Andruckelementen festgelegt wird, um eine zuverlässige Ergreifung und Handhabung des Werkstücks zu ermöglichen, und gleichzeitig das Risiko einer Beschädigung oder Verspannung des Werkstücks durch übermäßige Andruckkräfte vermieden werden, die beispielsweise auf Grund von toleranzbedingten der tatsächlichen Formgebung des Werkstücks von der vorgegebenen oder angenommenen Formgebung des Werkstücks auftreten können.
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Insbesondere bei großen Werkstücken mit einer komplexen Oberflächengeometrie werden bei einem Ergreifen und Fixieren des Werkstücks in der Greifereinrichtung oftmals Querkräfte von den Andruckelementen auf das Werkstück übertragen, die keinen Beitrag zur kraftschlüssigen Festlegung des Werkstücks zwischen den Andruckelementen leisten, sondern unerwünschte Momente auf das Werkstück ausüben und zu einer Verspannung des Werkstücks führen können. Um den Anteil von unerwünschten Querkräften reduzieren zu können, ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Linearführung an einer Lagereinrichtung angeordnet ist, mit welcher die Linearführung in eine derart zu dem Werkstück ausgerichtete Spannrichtung ausgerichtet werden kann, dass die mit den beiden Andruckelementen auf das Werkstück ausgeübten Andruckkräfte längs einer gemeinsamen Wirkungsgeraden und in entgegengesetzter Richtung gerichtet sind. Auf diese Weise kann eine günstige Ausrichtung der Linearführung und damit der Spannbacken relativ zu dem Werkstück ermöglicht werden, so dass die von den Andruckelementen auf das Werkstück übertragenen Andruckkräfte ganz überwiegend oder ausschließlich die klemmende Festlegung des Werkstücks bewirken und Querkräfte, die zu unerwünschten Momenten und Verspannungen innerhalb des Werkstücks führen, reduziert und gegebenenfalls völlig vermieden werden können.
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Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass mindestens ein Andruckelement eine Kraftmesseinrichtung zur Erfassung der von diesem Andruckelement auf das Werkstück ausgeübten Andruckkraft aufweist. Mit der Kraftmesseinrichtung können wahlweise zu vorgegebenen Zeitpunkten, während einzelner Handhabungsschritte oder kontinuierlich Kräfte erfasst werden, die auf das Werkstück ausgeübt werden. Die mit der Kraftmesseinrichtung erfassten Kraftmesswerte können in vorteilhafter Weise für eine Steuerung oder Regelung der Greifereinrichtung verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ergreifen und kraftschlüssigen Einspannen eines Werkstücks in einer Greifereinrichtung, die zwei relativ zueinander verlagerbare Spannbacken aufweist, wobei jede Spannbacke an einer Greiffläche der Spannbacke eine Andruckeinrichtung mit einem an eine Oberfläche des Werkstücks andrückbaren Andruckelement aufweist, wobei mindestens ein Andruckelement mit einem Greifaktor in ein Andruckposition auslenkbar ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einem Spannschritt die beiden Spannbacken relativ zu dem zwischen den beiden Spannbacken angeordneten Werkstück verlagert und in einer Aufnahmeposition angeordnet werden, in der die Andruckfläche der Andruckelemente an dem Werkstück anliegen, und dass in einem nachfolgenden Festlegungsschritt die beiden Spannbacken in der Aufnahmeposition festgelegt werden. Auf diese Weise können die schwimmend gelagerten Spannbacken an ein beliebig geformtes Werkstück herangeführt und in einer für das anschließende Ergreifen und Fixieren des Werkstücks vorteilhaften Aufnahmeposition angeordnet und fixiert werden. In einem nachfolgenden Klemmschritt wird mindestens ein Andruckelement mit einem Greifaktor in eine Andruckposition ausgelenkt, so dass das Werkstück zwischen den beiden Andruckflächen der Andruckelemente mit durch die Andruckelemente bewirkten Andruckkräften kraftschlüssig ergriffen und in der Greifereinrichtung festgelegt wird. Die für das Ergreifen und Fixieren des Werkstücks erforderlichen Andruckkräfte werden demzufolge nicht durch eine Verlagerung der Spannbacken, sondern durch eine Auslenkung der Andruckelemente der an den Spannbacken angeordneten Andruckeinrichtungen bewirkt. Da hierfür lediglich ein sehr geringer Verstellweg für die Andruckelemente erforderlich ist können beispielsweise piezoelektrische Aktoren als Greifaktoren verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass mit einer Kraftmesseinrichtung während des Spannschritts ein Andruckkraftmesswert für die von einem Andruckelement auf das Werkstück ausgeübte Andruckkraft erfasst wird und dass die beiden Spannbacken relativ zu dem zwischen den beiden Spannbacken angeordneten Werkstück aufeinander zu verlagert werden, bis der von der Kraftmesseinrichtung erfasste Andruckkraftmesswert einen vorgegebenen Spannkraftgrenzwert übersteigt. Der Spannkraftgrenzwert wird dabei zweckmäßigerweise ausreichend niedrig vorgegeben, so dass durch die Annäherung und Festlegung der Spannbacken in der Aufnahmeposition lediglich geringe oder kaum nennenswerte Andruckkräfte auf das Werkstück ausgeübt werden und eine unbeabsichtigte Beschädigung oder Verspannung des Werkstücks durch die Positionierung der Spannbacken vermieden werden kann.
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Mit der Kraftmesseinrichtung können auch während des nachfolgenden Klemmschritts die von den Andruckelementen auf das Werkstück ausgeübten Andruckkräfte erfasst und für eine geeignete Steuerung oder Regelung der Greifaktoren zur Auslenkung der Andruckelemente verwendet werden.
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Ein zuverlässiges Ergreifen und Fixieren des Werkstücks ist bereits mit einem einzelnen durch einen Greifaktor auslenkbaren Andruckelement möglich, mit welchem das Werkstück an ein starr an der gegenüberliegenden Spannbacke befestigtes Andruckelement angedrückt wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die beiden Andruckeinrichtungen jeweils mindestens einen Greifaktor aufweisen, mit dem das Andruckelement der zugeordneten Andruckeinrichtung ausgelenkt werden kann, und dass während eines Bearbeitungsschrittes, in welchem mit einer Bearbeitungseinrichtung Bearbeitungskräfte auf das Werkstück ausgeübt werden, eine Veränderung des mit einer Kraftmesseinrichtung kontinuierlich erfassten Andruckkraftmesswerts erfasst und eine daran angepasste Veränderung der Auslenkung der beiden Andruckelemente mit dem jeweils zugeordneten Greifaktor vorgegeben wird, um eine durch die Bearbeitungskräfte erzeugte Schwingung des Werkstücks zu dämpfen.
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Nachfolgend werden exemplarisch einige Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung,
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2 eine schematische Darstellung einer anders ausgestalteten Greifereinrichtung und
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3 eine schematische Darstellung einer wiederum anders ausgestalteten Greifereinrichtung.
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Die in den 1 bis 3 in unterschiedlichen Ausgestaltungen dargestellte Greifereinrichtung 1 weist jeweils zwei relativ zueinander verlagerbare Spannbacken 2 auf. Die beiden Spannbacken 2 sind linear verlagerbar in einer lediglich schematisch angedeuteten Linearführung 3 gelagert. Die Linearführung 3 kann beispielsweise eine geeignete Profilschiene oder ein Linearführungsrahmen sein.
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Die beiden Spannbacken 2 können mit einer Verlagerungseinrichtung 4 in einer durch die Längsführung 3 vorgegebenen Spannrichtung aufeinander zu bewegt werden. Bei der Verlagerungseinrichtung 4 kann es sich beispielsweise um Pneumatik- oder Hydraulikzylindereinrichtungen handeln, wie es in 1 angedeutet ist.
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Jede Spannbacke 2 weist an einer der anderen Spannbacke 2 zugewandten Greiffläche 5 der Spannbacke eine Andruckeinrichtung 6 auf. Die beiden in 1 schematisch dargestellten Andruckeinrichtungen 6 weisen jeweils einen piezoelektrisch betreibbaren Greifaktor 7 und ein schwenkbar an dem Greifaktor 7 gelagertes Andruckelement 8 mit einer der anderen Spannbacke 2 zugewandten Andruckfläche 9 auf. Zwischen den beiden Andruckelementen 8 ist ein Werkstück 10 angeordnet, das von der Greifereinrichtung 1 kraftschlüssig aufgenommen und in einer Position fixiert werden soll.
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Die beiden Spannbacken 2 werden in einem Spannschritt relativ zu dem zwischen den beiden Spannbacken 2 angeordneten Werkstück 10 auf das Werkstück 10 zu verlagert und in eine Aufnahmeposition verschoben, in welcher die die Andruckflächen 9 der Andruckelemente 8 an einem jeweils zugeordneten Oberflächenbereich des Werkstücks 10 flächig anliegen. Um auch ein Werkstück 10 mit einer gekrümmten oder unebenen Oberfläche zuverlässig ergreifen und klemmend festlegen zu können, sind die beiden Andruckelemente 8 der in 1 dargestellten Andruckeinrichtungen 6 jeweils schwenkbar an dem zugeordneten Greifaktor 7 gelagert. Die Verlagerungseinrichtung 4 übt für die Heranführung der Spannbacken 2 an das Werkstück 10 lediglich eine geringe Spannkraft auf die beiden Spannbacken 2 aus, so dass sich die beiden Spannbacken 2 in der Linearführung 3 in die Aufnahmeposition verlagern, bei der die Andruckelemente 8 eng an dem Werkstück 10 anliegen, jedoch keine größeren Andruckkräfte auf das Werkstück 10 übertragen werden.
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In den exemplarisch dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 3 weist eine Festlegungseinrichtung 11 eine quer zu der Linearführung 3 verlagerbare Klemmplatte 12 auf, die mit einem geeigneten Aktor an die Spannbacken 2 angepresst oder von diesen gelöst werden kann. Durch die Festlegungseinrichtung 11 können die beiden Spannbacken in der durch das Werkstück 10 vorgegebenen Aufnahmeposition in der Linearführung 3 festgelegt und fixiert werden. Die für die Festlegung der Spannbacken 2 erforderliche Rückhaltekraft wird demzufolge nicht durch die Verlagerungseinrichtung 4, sondern ganz überwiegend oder ausschließlich durch die Festlegungseinrichtung 11 aufgebracht.
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Aus diesem Grund ist es auch möglich, dass die Verlagerungseinrichtung 4 für jede Spannbacke 2 jeweils eine beispielsweise als Schraubenfeder ausgestaltete Federeinrichtung 13 aufweist, mit der jeweils nur eine geringe Federkraft auf die zugeordnete Spannbacke 2 ausgeübt wird, um die Spannbacke 2 an das zwischen den Spannbacken 2 angeordnete Werkstück 10 heranzuführen. Um das Werkstück 10 beispielsweise nach einer Bearbeitung des Werkstücks 10 durch eine Bearbeitungsmaschine wieder freizugeben und von der Greifereinrichtung 1 lösen zu können, sind beispielsweise elektromotorische Antriebseinrichtungen 14 vorgesehen, mit denen die Spannbacken 2 entgegen die von der Federeinrichtung 13 ausgeübte Federkraft wieder in eine von dem Werkstück 10 entfernte Ausgangsposition zurückverlagert werden können.
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Es ist ebenfalls möglich, dass die Verlagerungseinrichtung 4 für jede Spannbacke 2 einen Elektromotor 15 aufweist, der über ein geeignetes Getriebe mit einer an der Spannbacke 2 angeordneten oder ausgebildeten Zahnstange in Eingriff steht und eine Verlagerung der Spannbacke 2 längs der Linearführung 3 in beide Richtungen ermöglicht, wie es in 3 schematisch angedeutet ist, wobei die Getriebe und die Zahnstangen nicht gezeigt sind.
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Die Andruckelemente 8 können eine eben ausgestaltete Andruckfläche 9 aufweisen, wie es in 1 dargestellt ist. Es ist ebenfalls möglich, dass die Andruckfläche 9 eines Andruckelements 8 gekrümmt oder beispielsweise halbkugelförmig ausgestaltet ist, wie es schematisch in 2 angedeutet ist.
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Werden zwei Andruckeinrichtungen 6 mit jeweils einem Greifaktor 7 kombiniert, so dass die beiden an dem Werkstück 10 anliegenden Andruckelemente 8 jeweils durch den zugeordneten Greifaktor 7 in eine Andruckposition ausgelenkt werden können, kann mit der Greifereinrichtung 1 auch eine Schwingungsdämpfung des Werkstücks 10 bewirkt werden, um beispielsweise eine durch eine Bearbeitung des Werkstücks 10 erzeugte Schwingung des Werkstücks 10 zu verringern und möglichst gleichmäßige Andruckkräfte auf das schwingende Werkstück 10 ausgeübt werden. Zu diesem Zweck weisen die Andruckeinrichtungen 6 jeweils eine in 3 lediglich schematisch angedeutete Kraftmesseinrichtung 16 auf, mit der kontinuierlich ein Andruckkraftmesswert für die von dem zugeordneten Andruckelement 8 auf das Werkstück 10 ausgeübte Andruckkraft erfasst werden kann. Mit den Kraftmesseinrichtungen 16 kann auch die Annäherung der beiden Spannbacken 2 an das Werkstück 10 kontrolliert und geregelt werden. Ebenfalls kann mit den Kraftmesseinrichtungen 16 die von den Andruckelementen 8 auf das von der Greifereinrichtung 1 ergriffene und gehaltene Werkstück 10 ausgeübten Andruckkräfte während einer Handhabung und insbesondere während einer Bearbeitung des Werkstücks 10 mit einer Bearbeitungseinrichtung erfasst werden, um eine Überwachung und gegebenenfalls Regelung der Andruckkräfte zu ermöglichen.
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Die in den Figuren in verschiedenen Varianten dargestellte Greifereinrichtung 1 kann zum Aufnehmen und Fixieren von großen Werkstücken 10 wie beispielsweise einem Karosserieblechteil eines Fahrzeugs in einer Bearbeitungseinrichtung verwendet werden. Zu diesem Zweck können zwei, drei, vier oder mehr Greifereinrichtungen an oder in der Bearbeitungseinrichtung jeweils verlagerbar und beispielsweise an einem Roboterarm angeordnet sein, so dass das Werkstück 10 gleichzeitig durch mehrere Greifereinrichtungen 1 aufgenommen und während einer Bearbeitung mit der Bearbeitungseinrichtung gehalten und fixiert werden kann. Da mit einer erfindungsgemäßen Greifereinrichtung 1 eine verspannungsfreie und dennoch zuverlässige Festlegung des Werkstücks 10 möglich ist, eignen sich derartige Greifereinrichtungen 1 auch für die Bearbeitung von großen oder wenig formstabilen Werkstücken 10.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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