DE3504586A1

DE3504586A1 - An einen industrie-roboter adaptierbare greifvorrichtung

Info

Publication number: DE3504586A1
Application number: DE19853504586
Authority: DE
Inventors: Hans Pörsch; Gustav 8500 Nürnberg Stark
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-02-11
Filing date: 1985-02-11
Publication date: 1986-08-14
Also published as: DE3504586C2

Description

An einen Industrie-Roboter adaptierbare Greifvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine an einen Industrieroboter adaptierbare Greifvorrichtung zur automatischen Beschickung und Entsorgung einer Stanz-Nibbel-Maschine, insbesondere zum Aufnehmen von Platinen, Stanzteilen und/oder Restgitter, mit Greifelementen, wie vakuumaktivierbare Saugnäpfe oder dergleichen, welche in Gruppen am Randträger und Diagonalträger eines in etwa V-förmigen Gerüstes angeordnet und einzeln oder gruppenweise aktivierbar sind, wobei einzelne Greifelemente in horizontaler Richtung an den Trägern mechanisch oder pneumatisch verstellbar sind.
Aus der älteren deutschen Patentanmeldung P 33 29 902.1 ist eine periphere Hilfseinrichtung zur automatischen Beschickung und Entsorgung einer Stanz-Nibbel-Maschine unter Anwendung eines Industrie-Roboters mit einer Greifvorrichtung für die Platinen einerseits sowie zugehöriger Transport- und Ablageeinrichtungen für die Stanzteile und Restgitter andererseits vorbekannt. Die dort verwendete Greifvorrichtung ist dabei nicht nur zum Aufnehmen der Anlieferplatinen, sondern auch der Stanzteile vorgesehen, wozu die Greifvorrichtung eine nach dem Unterdruck-Ansaugprinzip arbeitende Haftvorrichtung ist, die aus einem flächenhaften V-förmigen Gerüst besteht, das in Bezug auf eine Platine einen Randträger und einen Diagonalträger aufweist.
An den Trägern sind dabei eine Anzahl von Saugnäpfen mit Vakuumanschlüssen angeordnet, wobei die Saugnäpfe separat aktivierbar im Sinne des Anschlusses an die Saugleitung sind. Im Rahmen der älteren Patentanmeldung wird bereits vorgeschlagen, daß die Saugnäpfe außerdem an den Träg n des Gerüstes in horizontaler Richtung mechanisch oder pneumatisch verstellbar angeordnet sein können, wobei die Verschiebung der Saugnäpfe programmgesteuert erfolgen soll.
Eine solche Ausbildung der Greifvorrichtung wird deshalb gewählt, da bei platinenförmigen Werkstücken die Fläche häufig mit Durchbrüchen durchlöchert ist. Um solche Werkstücke flach aufnehmen zu können, müssen die Greifelemente des Greifers gezielt auf den noch vorhandenen Flächenpartien positioniert werden.
Beim Stand der Technik wird angestrebt, die Zahl der Greifelemente möglichst flächendeckend vorzusehen, so daß von den Greifelementen die jeweils auf den vorhandenen Flächenpartien positionierten Elemente aktiviert werden können. In der Praxis sind die Möglichkeiten jedoch begrenzt, weil das Gewicht der an den Arm eines Roboters anzubringenden Greifvorrichtung niedrig gehalten werden muß und außerdem eine genügende Anzahl der zum Aktivieren einer Vielzahl von Greifelementen notwendigen Steuerleitungen nicht zur Verfügung steht.
Wenn dagegen die Greifelemente einzeln programmäßig verstellbar gestaltet werden sollen, ist für den Verstellmechanismus selbst ebenfalls ein gewisser Aufwand notwendig. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Greifvorrichtung der eingangsgenannten Art anzugeben, die gewichtsmäßig und steuerungstechnisch in ihrem Aufwand minimiert wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem Greifelement eine Spannfeder einerseits sowie eine Feststelleinheit andererseits zugeordnet ist, welche letztere durch ein elektrisches Steuersignal lösbar ist.
Im Rahmen der Erfindung kann die Spannfeder eine Zugfeder oder eine Druckfeder sein. Sie kann aber auch als Gasdruckfeder ein auf Druck oder Zug arbeitender Pneumatikzylinder sein. Die Feststelleinheit umfaßt dabei einen gegen Federkraft arbeitenden Druckluft-Kurzhubzylinder.
Durch die Erfindung ist ein relativ einfacher Verstellmechanismus geschaffen, bei dem der Aufwand an Gewicht und Steuerung minimiert wird, weil der Portionierantrieb bzw. die Portionierbewegung im Greifer vermieden ist, indem die Roboter-Bewegungssteuerung als Positionierantrieb und eine periphere Hilfseinrichtung als Referenzpunkt genutzt werden. Dabei kann das gewünschte Positionsmaß dem Abstand vom Nullpunkt des Greifelementes zum Referenzpunkt an einem mechanischen Anschlag oder auf einer Konsole entsprechen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen in schematischer Darstellung FIG 1 einen Aufriß einer an einen Industrieroboter adaptierbaren Greifvorrichtung und die Figuren 2 bis 4 den verschiedenartigen Aufbau eines Verschiebemechanismus für das programmäßige Einstellen des gewünschten Positionsmaßes bei Greiferelementen.
Die Figuren sind nicht streng maßstäblich zueinander gezeichnet. Identische Bauteile haben die gleichen Bezugszeichen. Bei FIG 1 wird auf die ältere deutsche Patentanmeldung P 33 29 902.1 Bezug genommen.
Aus FIG 1 ist eine Greifvorrichtung 40 ersichtlich, die aus einem V-förmig ausgebildeten Gestell aufgebaut ist.
Mit 41 bis 44 sind mechanische Träger bezeichnet, die durch entsprechende Verbindungseinrichtungen 45 bis 48 in der vorgesehenen Geometrie angeordnet sind. Mit 49 ist die Befestigungseinheit für den Roboterarm 35 bezeichnet.
Die Greifvorrichtung ist geometrisch derart ausgebildet, daß der Trägerarm 42 jeweils am Rand einer Platine zu liegen kommt, während der Trägerarm 41 in etwa die Diagonale darstellt. Die Greifvorrichtung arbeitet mit Saugelementen nach dem Unterdruckansaugprinzip, mit dem flächenhafte Teile wie Platinen, Stanzteile und/oder Restgitter handhabbar sind. An beiden Trägern 41 und 42 sind daher im vorgegebenen Abstand Saugnäpfe 51 bis 64 angebracht, die an ein pneumatisches Unterdrucksystem anschließbar sind und einzeln bzw. in Gruppen im Sinne des Ansaugens an eine Fläche aktivierbar sind.
Im V-förmigen Winkel sind weiterhin über einen Ausleger 50, der mechanisch oder pneumatisch verschiebbar ist, beispielsweise zwei frontseitige Saugnäpfe 65 und 66 angebracht.
In FIG 1 sind die Saugnäpfe 51 bis 64 in vorgegebenen Abständen am Gerüst angeordnet. Die Abstände können manuell oder auch gesteuert veränderbar sein. Dabei können die einzelnen Saugnäpfe 51 bis 64 für sich getrennt oder nach Gruppen nach Maßgabe eines Steuerprogrammes aktiviert werden, was im Rahmen der alternativen Handhabung der Rohplatinen, Abfall- oder Fertigteile und/oder der Restgitter Bedeutung hat.
FIG 2 zeigt eine erste Ausführungsform für den Verstellmechanismus einer der Saugnäpfe 51 bis 64. Mit 111 ist die durch ein Vierkantrohr am Greifergestell ausgebildete Führungsachse für ein darauf verschiebbares Tragelement 112 bezeichnet, welches ein Greifelement 113 trägt. Am Tragelement 112 ist außerdem ein Klemmechanismus 114 angebaut, der mittels einer Spannfeder eine Fixierung der Teile 111 und 112 gewährleistet. Der Klemmechanismus kann bei Bedarf gelöst werden, in dem ein vom Roboter ausgegebenes Signal den Federrückstellantrieb, beispielsweise einen angedeuteten Druckluft-Kurzhubzylinder 114, aktiviert. Dann kann das programmäßige Einstellen des Positionsmaßes des Greifelementes erfolgen, was nachfolgend beschrieben wird: Beim Einrichten für ein neues Fertigungslos wird der Klemmechanismus von Hand bzw. handgesteuert gelöst, danach der Funktionsverbund der Elemente 112, 113 und 114 von Hand gegen die Druckfeder 115 verschoben und anschließend fixiert. Zu Beginn eines Automatikablaufes führt der Roboter mit der Greifvorrichtung zur programmäßig vorgegebenen Greifelement-Einstellposition. In dieser Position wird der Klemmechanismus gelockert und anschließend wieder gespannt. Der Funktionselementeverbund kann durch diesen Vorgang bis zu einem peripheren Festanschlag 116 vorschnellen; das sich daraus ergebende Positionsmaß wird mittels des Klemmechanismus 114 "eingefroren" und während des nachfolgend zu bearbeitenden Fertigungsloses beibehalten.
Die vorgegebene Greifelement-Einstellposition kann einerseits rechnerisch aus den Werkzeugdaten des Roboters einschließlich Greifer und/oder der Geometrie der zu bearbeitenden Werkstücke ermittelt werden; sie kann aber auch in einer Lernphase durch entsprechende Teaching-Eingaben programmiert sein.
In FIG 3 wird statt der Druckfeder 115 gemäß FIG 2 eine Zugfeder 125 verwendet. Es ist wiederum ein Vierkantrohr 121 als Führungsachse, ein darauf verschiebbares Tragelement 122 mit Greifelement 123 und ein zugehöriger Klemmechanismus 124 dargestellt. Zum Einstellen des Positionsmaßes wird das Greifelement durch Vakuumaktivierung auf eine Hilfskonsole 126 fixiert. Der Klemmechanismus wird in diesem Zustand gelockert und der Roboter auf die Greifelement-Einstellposition gefahren. Anschließend wird der Klemmechanismus 122, 124 wieder aktiviert und die Fixierung des Greifelementes 123 aufgehoben.
Eine solche Ausführungsform mit zugehöriger Abfolge der Arbeitsschritte kann dann vorteilhaft sein, wenn der Verfahrweg des Roboters vorher direkt am Werkstück praktisch ermittelt werden soll.
In FIG 4 ist in einem Führungsrohr 130 mit Innenführungen 131 ein Auslegearm 132 verschiebbar gelagert, an welchem letzteren ein Greifelement 133 befestigt ist; 134 kennzeichnet den zugehörigen Klemmechanismus. Der Verbund der Elemente 132 und 133 wird von einer Druckfeder 135 nach außen gedrückt und kann vom Klemmechanismus 134 fixiert werden. Das Einstellen des Positionsmaßes für das Greifelement 134 kann in diesem Fall entsprechend der oben für FIG 2 beschriebenen Art erfolgen.
Statt der Druck- oder Zugfeder läßt sich als Spannfeder auch ein Pneumatikzylinder verwenden. Damit kann die Einstellung im Druck oder Zug, also entweder gegen einen Anschlag oder gegen eine Konsole vorgenommen werden.
Durch Ausbildung der Greifelemente entsprechend der vorstehend beschriebenen Figuren 2 bis 4 ergibt sich also ein erweiterter Einsatzbereich einer Greifvorrichtung nach FIG 1. Damit wird eine periphere Hilfseinrichtung zur automatischen Beschickung und Entsorgung einer Stanz-Nibbel-Maschine verbessert.
8 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. An einem Industrie-Roboter adaptierbare Greifvorrichtung zur automatischen Beschickung und Entsorgung einer Stanz-Nibbel-Maschine, insbesondere zum Aufnehmen von Platinen, Stanzteilen und/oder Restgitter, mit Greifelementen, wie vakuumaktivierbare Saugnäpfe oder dergleichen, welche in Gruppen am Randträger und Diagonalträger eines in etwa V-förmigen Gerüstes angeordnet und einzeln oder gruppenweise aktivierbar sind, wobei einzelne Greifelemente in horizontaler Richtung an den mechanisch oder pneumatisch verstellbar sind, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß jedem Greifelement eine Spannfeder (115, 125, 135) einerseits sowie eine Feststelleinheit (114, 124, 134) andererseits zugeordnet ist, welche letztere durch ein elektrisches Steuersignal löschbar ist.
2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spannfeder eine Zugfeder (115) ist.
3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spannfeder eine Druckfeder (125, 135) ist.
4. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spannfeder ein als Gasdruckfeder auf Druck oder Zug arbeitender Pneumatik-Zylinder ist.
5. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Feststelleinheit (114, 124, 134) einen gegen Federkraft arbeitenden Druckluft-Kurzhubzylinder umfaßt.
6. An einem Industrie-Roboter adaptierbare Greifvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß in der Peripherie des Roboters eine Hilfsvorrichtung (116, 126, 136) vorhanden ist, die als Bezugspunkt für die Justierung des verstellbaren Greifelementes (115, 125, 135) dient.
7. Greifvorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Hilfsvorrichtung eine Konsole (126) ist.
8. Greifvorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Hilfsvorrichtung ein mechanischer Anschlag (116, 136) ist.