DE2854359A1

DE2854359A1 - Greifeinrichtung fuer werkstuecke und/oder handhabungsteile

Info

Publication number: DE2854359A1
Application number: DE19782854359
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Rall; Guenter Ing Grad Twiefel
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1980-10-30

Description

Beschreibung
Greifeinrichtung für Werkstücke und/oder Handhabungsteile Die Erfindung betrifft eine Greifeinrichtung für Werkstücke und/oder Handhabungsteile, insbesondere bei Werkstückhandhabungsvorrichtungen und Industrierobotern, vorzugsweise in Verbindung mit Werkzeugmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Greifeinrichtungen müssen unterschiedlichste Arten von Werkstücken und/oder Handhabungsteilen während des Transports sicher festhalten können und diese in definierten Lagen in Werkzeugmaschinen oder an Lagerplätze abgeben können. Meist werden dazu mechanische Fingergreifer verwendet, durch die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Werkstück bzw. dem Handhabungsteil und der Greifeinrichtung erreicht wird. Derartige Greifeinrichtungen haben daher komplizierten Aufbau und weisen einen aufwendigen Antriebsmechanismus auf. Derartige mechanische Greifer können bei empfindlichen Flächen durch den Eingriff Beschädigungen hervorrufen und müssen ausserdem an die jeweilige Form des Werkstücks bzw. des Handhabungsteils angepasst sein (vgl. Fördern und Heben, 27 (1977) Nr. 5, Fachteil mht, S. S1 bis 65). Für besondere Handhabungsfälle oder Greiffälle sind auch Greifeinrichtungen mit einfacherem Aufbau bekannt, nämlich Sauggreifer, Vakuumgreifer und Magnetgreifer (a.a.O.) Beim Saug- und Vakuumgreifer wird in einem Hohlraum zwischen einem Sauger und dem Werkstück ein Unterdruck bzw. ein Vakuum erzeugt, wodurch das Werkstück an dem Sauger der Greifeinrichtung anhaftet. Beim Vakuumgreifer wird durch den größeren Unterdruck eine etwas höhere Tragkraft als bei einem Sauggreifer erreicht. Bei einem Magnetgreifer wird das Werkstück mittels des magnetischen Flusses gehalten. Der Magnetgreifer kann somit nur Werkstücke festhalten, die eine ausreichende Permeabilität besitzen, was nur bei ferromagnetischen Werkstücken der Fall ist. Viele Werkstoffe haben jedoch hohe Remanenz, was bei einer folgenden Bearbeitung oder Behandlung der Werkstücke nachteilig ist. Die mit Unterdruck arbeitenden Greifeinrichtungen sind nicht für alle Werkstückformen geeignet, da beispielsweise bei Werkstücken mit durchgehenden Bohrungen innerhalb des Kontaldbereiches kein Unterdruck erzeugt werden kann. Weiter muß die Kontaktfläche, an der der Greifer das Werkstück erfasst, sauber und eben sein. Schließlich müssen auch die Auflageflächen zwischen dem Sauger bzw. dem Magnetgreifer und dem Werkstück sehr gut aneinander angepasst sein, insbesondere muß bei einem Sauger eine dichte Auflage erreicht werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine möglichst einfach aufgebaute Greifeinrichtung anzugeben, mit der ohne Gefahr einer nachteiligen Beeinflussung Werkstücke bzw. Handhabungsteile unterschiedlicher Formen sicher gehandhabt werden können.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.
Die Erfindung hat in Verbindung mit üblichen kraftschlüssigen Greifeinrichtungen den Vorteil, daß die Haltekraft der Greifeinrichtung erheblich verringert werden kann, wobei die Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Verlieren des ergriffenen Werkstückes oder Handhabungsteils erhöht ist, wobei ausserdem die Positionstabilität des Werkstückes gegenüber dem S, liner wesentlich verbessert ist. Dadurch wird eine Beschädigung aer Fläche des Werkstückes vermieden, an der die Greifeinrichtung angreift. Dieser Schutz gegenüber Beschädigungen wird noch dadurch verbessert, daß die Schicht des Adhäsionsklebers entweder auf einem nachgiebigen oder elastischen Träger aufgebracht sein kann oder auch selbst elastisch sein kann.
Durch die Erfindung sind vorzugsweise Greifeinrichtungen möglich, bei denen kein Antrieb für eine Greifbewegung erforderlich ist, die aber nicht die Nachteile der obengenannten Unterdruck- bzw.
Magnetgreifer besitzen, da die erfindungsgemäße Greifeinrichtung bei jeder beliebigen Form des Werkstücks bzw. des Handhabungsteils anwendbar und ohne Einfluß auf den Werkstoff ist.
Schließlich können durch die erfindungsgemäß ausgebildete Greifeinrichtung auch sehr kurze Teile, beispielsweise kurze Futterteile ohne zwischenzeitliches Ablegen gewendet werden.
Abhängig von der erforderlichen Haftkraft kann eine einzige Greifeinrichtung für eine Vielzahl unterschiedlich geformter Werkstücke bzw. Handhabungsteile verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Werkstückhandhabungsvorrichtung mit Zweifinger-Greifeinrichtung; Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Futterteil-Greifeinrichtung für Stapelzwecke; Fig. 4 die Greifeinrichtung gemäß Fig. 3 in Draufsicht; Fig. 5 eine Greifeinrichtung für konusförmige Teile; Fig. 6 eine Innen-Greifeinrichtung für Teile mit Innenkonus; Fig. 7a bis e Greifeinrichtungen für unterschiedliche Werkstückformen; Fig. 8 eine Futterteil-Greifeinrichtung zum Wenden eines Werkstücks; Fig. 9 den Schnitt. Ix-Ix in Fig. 8; Fig. 10 eine Wellenteil-Greifeinrichtung für abgesetzte Wellen; Fig.11 den Schnitt XI-XI in Fig. 10; Fig.12 eine kombinierte Greifeinrichtung für Wellen und für Futterteile.
Fig. 1 zeigt eine auf einem Rahmen 1 angeordnete Werkstückhaltevorrichtung mit einer festen Aufnahmespitze 2 und einer durch eine Werkstückhandhabungsvorrichtung 4 verschiebliche Aufnahmespitze 3. Von der Werkstückhandhabungsvorrichtung 4 ist lediglich ein Teil einer Greifeinrichtung schematisch dargestellt sowie davon ein ein Werkstück 5 erfassender Greiferfinger 6.
Fig. 2 zeigt beide Greiferfinger 6,7 der Werkstückgreifeinrichtung, die jeweils mit als V-förmigen Prismen ausgebildeten Greiferflächen aufweisenden Halteteilen 9,10 bestückt sind. Die dem Werkstück 5 zugewandten Greiferflächen der Halteteile 9,10 sind erfindungsgemäß mit einem Adhäsionskleber 8 beschichtet.
Die so ausgebildete Greifeinrichtung muß zum Festhalten des Werkstücks 5 und zum Verschieben gegen die verschiebbare Aufi##mespitze 3 nur soviel Kraft aufbringen, daß das Werkstück 5 in satten Kontakt bzw. in Berührung mit den Schichten des Adhäsionsklebers 8 kommt. Danach wird das Werkstück 5 durch den Adhäsionskleber 8 zwischen den Greiferfingern 6,7 bzw. den Halteteilen 9,10 gehalten. Die Greifeinrichtung muß keine bzw. nur geringe Kräfte aufbringen, um das Werkstück 5 zu halten bzw. dessen Ausrichtung gegenüber der Greifeinrichtung zu gewährleisten. Die mit dem Adhäsionskleber 8 versehenen Greiferflächen der Halteteile 9,10 können auch vollkommen eben sein, ohne daß das Werkstück 5 aus der Greifeinrichtung rutschen könnte.
Eine Greifeinrichtung der Futterteile ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Die an einem auslegerarm befestigte Greifeinrichtung bzw. deren Halteteil besteht hier lediglich aus einer Platte 13, die ihrerseits an einer oder an beiden Seiten erfindungsgemäß mit einer Schicht eines Adhäsionsklebers 14 versehen ist. Die Platte 13 kann dreh- und kippbar mit dem Auslegerarm 11 verbunden sein.
Die Draufsicht gemäß Fig. 4 zeigt Ausnehmungen 15, 16 durch die die Greifeinrichtung 12 mit Stapelvorrichtungen zusammenarbeiten kann. Ein Stapel aus Werkstücken 17, der zwischen auf einem Rahmen 1 befestigten Stapelstangen 18, 19 gehalten wird, kann von einer entsprechend angepasst ausgebildeten Greifeinrichtung 12 abgearbeitet werden.
Die Figuren 5 und 6 zeigen Greifeinrichtungen, die Werkstücke 20 bzw. 21 an deren konischen Innen- bzw. Aussenflächen fassen können. Geringfügige Abweichungen der Konizität werden dabei von elastischen Schichten des Adhäsionsklebers 2i bzw. 23 ausgeglichen. Derartige erfindungsgemäß ausgebildete Greiferflächen lassen sich leicht allen denkbaren Werkstückformen anpassen, wie das in den Fig. 7a bis e beispielhäft dargestellt ist. Werkstücke 50a, 50b mit Sechseckquerschnitt können dabei von einer Greifeinrichtung erfasst werden, deren die Schicht aus dem Adhäsionskleber 52a, 52b aufweisende Greiferfläche 51a, 51b entweder gewinkelt ist derart, daß eine Kante umfasst wird, oder eben ist derart, daß eine Seitenfläche erfasst wird (Fig. 7a bzw. 7b). Werkstücke 50d, 50e mit Kreisquerschnitt können von mit der Schicht aus dem Adhäsionskleber 52d, 52e versehenen Greiferflächen 51d, Sie so erfasst werden, daß die Greiferfläche 51d der Aussenfläche des Werkstücks 50d angepasst ist oder daß zwei im wesentlichen linienförmige Berührungen zwischen dem Werkstück 50e und der Greiferfläche Sie erreicht werden (Fig. 7d bzw. 7e). Häufig reicht es dabei bereits aus, wenn die Greifeinrichtung mit dem Werkstück 50c nur eine quasi linienförmige Berührung hat (Fig. 7c), da die Verformung der Schicht des Adhäsionsklebers 52c, 52c' beim Andrücken eine ausreichend große Kontaktfläche bzw. Berührung erreicht.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7c zeigt auch, daß an den Adhäsionsklebern 52c, 52c' auftretender Verschleiß durch einfaches Weiterdrehen der hier als Rollen ausgebildeten Halteteile ausgeglichen werden kann, wodurch die Gesamtlebensdauer der ausserdem auch noch austauschbaren Greiferflächen 51c, 51c' verlängert werden kann.
Fig. 8 zeigt eine zum Wenden kurzer Futterdrehteile geeignete Greifeinrichtung. Die mit der Schicht eines Adhäsionsklebers 25 versehene Greiferfläche 24 der Greifeinrichtung ist so ausgebildet, daß sie zwischen dem Spannfutter 26 und dem Werkstück 27 eingeführt werden kann. Gemäß Fig. 9 kann für die Spannbacken eine Aussparung 28 vorgesehen sein.
Nach Einführen der Greifeinrichtung mit der Greiferfläche 24 zwischen Werkstück 27 und Spannfutter 26 wird die Berührung zwischen dem Werkstück 27 und der Schicht des Adhäsionsklebers 25 durch eine Bewegung der Greifeinrichtung in axialer Richtung des Spannfutters 27 von diesem weg herbeigeführt.
Danach öffnen sich die Spannbacken des Spannfutters 26.
Das Werkstück 27 kann nun von der die erfindungsgemäße Greifeinri htung aufweisenden Werkstückhandhabungsvorrichtung gewendet und wieder in das Spannfutter 26 eingesetzt oder einer anderen Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung der Rückseite zugeführt werden, da die bereits bearbeitete Werkstückseite für Einspannzwecke zur Verfügung steht.
Für abgesetzte Wellenteile kann der Greifer gemäß Fig. 10 mit zwei versetzten Greiferflächen 30, 31 versehen sein, deren eine an den unterschiedlichen Durchmesser angepasst werden kann. Ein Querträger 32 der Greifeinrichtung weist dabei eine Klemmeinrichtung 33 auf, die in Fig. 11 im Schnitt dargestellt ist. Die die Schicht des Adhäsionsklebers tragende Greiferfläche 30 ist an einer Führungsstange 34 gehalten, die über ein Klemmstück 35 beispielsweise hydraulisch-fixierbar ist. Diese Greifereinrichtung arbeitet folgendermaßen: Beim Aufsetzen der Greifeinrichtung auf ein Werkstück 36 befindet sich die Greiferfläche 30 in der am weitesten ausgefahrenen Stellung und ist die Klemmeinrichtung 33 der Führungsstange 34 gelöst. Durch weiteres Verschieben der Greifeinrichtung bis zum Auftreffen der Greiferfläche 31 auf das Werkstück 36 wird die Greiferfläche 30 eingestellt. Nach Klemmen der Kle:meinriditung 33 der Führungsstange 34 kann nun das Werkstück 36 gehandhabt werden.
Eine kombinierte Greifeinrichtung für Wellen- und Futterteile gemäß Fig. 12 besteht aus einem Träger 37, an dem eine Querachse 38 angeordnet ist. An den Aussenenden der Querachse 38 sind kugelförmige Lagerelemente 39,40 vorgesehen, auf denen plattenförmige Greifer 41 schwenkbar gelagert sind.
An der Stirnseite des Trägers 37 sind Greiferflächen 42 für Wellenteile 44 angebracht. Zwischen den Greiferflächen 42 ragt ein hydraulisch beaufschlag#barer Bolzen 43 aus dem Träger 37 hervor, der beim Ablegen des Wellenteils 44 die Trennung von den Greiferflächen 42 erreicht. Auch in die plattenförmige Greiferfläche 41, die mit der Schicht eines Adhäsionsklebers 45 versehen ist, sind hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbare Kolben 47, 48 zum Abstreifen von Werkstücken eingesetzt. Die Greiferflächen 41 werden in ihrer Ausgangslage durch im Träger 37 hydraulisch auf Anschlag fahrbare Kolben 46 stabilisiert.
Während der Handhabung oder des Transports von Werkstücken sind die Greiferflächen 41 in ihrer Ausgangslage durch die Kolben 46 fixiert. Sobald das Werkstück in ein Spannfutter eingeführt ist, wird der Kolben 46 freigegeben, so daß sich das Werkstück der Spannachse des Spannfutters anpassen kann. Nach dem Spannen durch das Spannfutter können Greifeinrichtungen ohne Auswerfer durchdie Handhabungsvorrichtung abgezogen werden. Bei den Greiferflächen 41 gemäß Fig. 12 werden diese durch Betäticen der Kolben 47 bzw. 48 vom Werkstück gelöst. Diese Greifeinrichtung kann an jeder Seite ein Werkstück aufnehmen, so daß beispielsweise bei dem gleichen Arbeitsvorgang ein fertiges Werkstück entnommen und ein Rohteil in das Spannfutter eingeführt werden kann.
Die Greifeinrichtung gemäß den Fig. 3 bis 12 kommen grundsätzlich ohne Antrieb für eine Greifbewegung aus, so daß Greifermechanismen mit Energiezuführungen und Funktionsmeldeeinrichtungen entfallen. Bei einem Fluchtausgleich mit Anlenkpunktentder Greifeinrichtung am Greiferarm wirkt sich der einfache Aufbau der Greifeinrichtung besonders vorteil5 haft aus.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche Greifeinrichtung für Werkstücke und/oder Handhabungsteile, insbesondere bei Werkstückhandhabungsvorrichtungen und Industrierobotern, mit einem Greifer zum Ergreifen des Werkstückes und mit einer Bewegungseinrichtung einschließlich einer Führungseinrichtung des Greifers zu dessen Positionierung in einer Aufnahme- und einer Abgabestellung, ggf. auch einer Wartestellung, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer mindestens eine, dem zu ergreifenden Werkstück- bzw.

Handhabungsteil (5, 17, 20, 21, 27, 36, 44, SOa, 50e) gegenüberliegende Greiferfläche (9, 10, 24, 30, 31, 51a bis e) besitzt, die mit einer Schicht eines Adhäsionsklebers (8, 14, 22, 23, 25, 42, 45, 52a bis d) versehen ist und die durch die Bewegungseinrichtung (32 bis 35, 37 bis 40) mit dem Werkstück bzw. dem Handhabungsteil (5, 17, 20, 21, 27, 36, 44, 50a bis e) in Berührung bringbar ist.
2.) Greifeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ebene mit dem Adhäsionskleber (14, 52d, 25, 41) beschichtete Greiferfläche (13, 51b, 24, 41, 42).
3.) Greifeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine insbesondere bei Wellenteilen an die Aussenkonturen des Werkstücks bzw. Handhabungsteils (20, 21, 50a, 50d) angepasste mit dem Adhäsionskleber (22, 23, 52a, 52d) beschichtete Greiferfläche (51a, 51d).
4.) Greifeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch insbesondere bei Konusbohrungen oder-vertiefungen an die Innenfläche der Bohrung oder Vertiefung des Werkstücks bzw. des Handhabungsteils (21) angepasste, mit dem Adhäsionskleber (23) beschichtete Greiferfläche.
5.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Auswerfer (43, 47, 48) der in der Greiferfläche eingelassen ist.
6.) Greifeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer in Bezug auf die Greiferfläche und/oder die Schicht des Adhäsionsklebers aussermittig angeordnet ist.
7.) Greifeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer durch einen Stift (43) gebildet ist.
8.) Greifeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer ein in die Greiferfläche (41) eingelassener Flachzylinder (47) oder Balgen oder eine Membran ist.
9.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbar ist.
10.) Greifeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer durch eine Druckfluid-Düse gebildet ist, durch die ein Fluidstrahl auf das Werkstück richtbar ist.
11.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schicht des Adhäsionsklebers (25) aufweisende Greiferfläche (24) so ausgebildet ist, daß sie zwischen einem Spannfutter (26) einer Bearbeitungsmaschine und der Rückseite eines eingespannten Werkstücks (27) einführbar ist (Fig. 8, 9).
12.) Greifeinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Spannbacken des Spannfutters (26) entsprechende Ausnehmungen (28) in der Greiferfläche (24).
13.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis42, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiffläche 13 so ausgebildet ist, daß zwischen Stapelstangen (18, 19) gestapelte Werkstücke (17), wie Futterteile, durch die Schicht des Adhäsionsklebers (14) ergreifbar sind.
14.) Greifeinrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den Stapelstangen (18, 19) entsprechende Ausnehmungen (15, 16) der Greiferfläche (13).
15.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Greiferfläche (9, 10, 51c, 51c', 51e, 42) so ausgebildet ist, daß die Berührung zwischen der Schicht des Adhäsionsklebers (8, 52c, 52c', 52e, 45) und dem Werkstück (5, 50c, 50e, 44) im wesentlichen linienförmig erfolgt.
16.) Greifeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferfläche durch mindestens zwei mit der Schicht des Adhäsionsklebers (52c, 52c') versehene Rollen (51c, 51c') gebildet ist (Fig. 7c).
17.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer mit der Schicht des Adhäsionsklebers (45) versehene Greiferflächen (41, 42) für zumindest zwei verschiedene Werkstücke (44,49) aufweist, wobei die Bewegungseinrichtung (37) eine unterschiedliche Positionierung der beiden Werkstücke (44,49) ermoglicht (Fig. 12).
18.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer zum Ergreifen eines Werkstückes zumindest zwei voneinander beabstandete Greiferflächen (30, 31) besitzt, von denen mindestens eine senkrecht zur Greiferfläche (30) gegenüber der mindestens einen anderen Greiferfläche (31) verschiebbar und festlegbar ist.
19.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiffläche eine ebene Vorder- und eine ebene Rückseite besitzt, die beiden mit der Schicht des Adhäsionsklebers beschichtet sind.
20.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Adhäsionskleber auf einem elastischen Träger aufgebracht ist.
21.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer Druckfluid-Düsen zur Reinigung der Greifflächen des Werkstückes besitzt.
22.) Greifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Schicht des Adhäsionsklebers versehenen Greifflächen (41) schwenkbar gelagert sind und durch hydraulisch ausfahrbare Kolben arretierbar sind.