DE3514167C2

DE3514167C2 -

Info

Publication number: DE3514167C2
Application number: DE19853514167
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 8910 Landsberg De Windel
Original assignee: Grob Werke & Co Kg 8948 Mindelheim De GmbH
Current assignee: Grob Werke & Co Kg 8948 Mindelheim De GmbH
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1992-04-23
Also published as: DE3514167A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung für einen Industrieroboter, wobei die Werkzeuge an dem Roboterhandgelenk zu befestigen sind, das in mehreren winklig zueinander verlaufenden Richtungen beweglich ist und gemäß einem vorbestimmten Programm die Werkzeuge aus einem ortsfesten, antriebslosen Halter aufnimmt und dort wieder absetzt, mit zusammenwirkenden Anordnungen zur Ausrichtung und sicheren Verbindung zwischen den beiden zu verbindenden Elementen, nämlich dem Werkzeug und dem Roboterhandgelenk, mit einer Spannöffnung an dem Werkzeug, in das ein Spannglied des Roboterhandgelenkes in einer ersten Bewegungsrichtung des Roboterhandgelenkes hineinbewegbar ist und mit einem Verriegelungsschieber am Werkzeug, der bei einer zweiten Bewegung des Roboterhandgelenkes in einer anderen Richtung wirksam wird, dessen Öffnungsstellung an dem ortsfesten Halter abgestützt ist und der bei der zweiten Bewegung vom Halter freikommt und verriegelt.

Eine Werkzeugwechselvorrichtung der vorstehend angegebenen Gattung ist durch die US-PS 44 88 241 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung steht das Werkzeug auf einer Unterlage. Der Verriegelungsschieber besitzt einen Ansatz, der auf der Unterlage aufsteht und durch die Unterlage nach oben geschoben wird. Dabei gelangt der Verriegelungsschieber in eine Stellung, in der das Spannglied des Roboterhandgelenkes in das Werkzeug eingeschoben werden kann. Wenn das Spannglied das Werkzeug anhebt, kommt der Ansatz von der Unterlage frei und der Verriegelungsschieber gelangt in die Verriegelungsstellung. Für diese Bewegung ist eine Feder vorgesehen, die den Verriegelungsschieber nach unten drückt.

Bei der bekannten Vorrichtung erweist es sich als Nachteil, daß die Feder, die den Verriegelungsschieber bewegt, nur eine begrenzte Kraft aufweisen kann. Die Feder kann nur so stark bemessen werden, daß sie beim Aufsetzen des Werkzeuges das Zurückschieben des Verriegelungsschiebers nicht verhindert. Falls größere Verriegelungskräfte erwünscht sind, müßte das Eigengewicht des Werkzeuges vergrößert werden, was aus anderen Gründen unerwünscht ist.

Von Vorteil ist dagegen bei der bekannten Einrichtung, daß keine besonderen Energieleitungen notwendig sind, die beispielsweise zum Roboterhandgelenk führen oder auch zur Ablagestelle des Werkzeuges und die, wie bei anderen Vorrichtungen ähnlicher Art notwendig, dazu dienen, das Verriegeln des Werkzeuges an der Roboterhand zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß verhältnismäßig große Verriegelungskräfte aufgebracht werden können, ohne zu diesem Zweck besondere Energieleitungen vorzusehen.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Werkzeugwechselvorrichtung der eingangs angegebenen Gattung zwei gegenläufige Verriegelungsschieber vorgesehen sind, die mit ihren Schrägflächen mit Schenkeln eines U-förmigen Öffnungsgliedes des Halters zusammenwirken.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung hängen die aufbringbaren Verriegelungskräfte nicht mehr vom Eigengewicht der Vorrichtung ab. Durch die paarweise, symmetrische Anordnung der Verriegelungsschieber sind auch die Kräfte, die eine Unterlage, eine Halterung oder dergleichen aufzunehmen hat, vergleichs weise gering. Die hohen Verriegelungskräfte haben den Vorteil einer exakten Verbindung des Werkzeuges mit dem Roboterhand gelenk, die auch bei starker Belastung, beispielsweise unter der Wirkung der Bearbeitungskräfte des Werkzeuges, nicht zu einer Veränderung der vorgesehenen Position des Werkzeuges am Roboterhandgelenk führt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verriegelungsschieber zwischen zwei miteinander verbundenen Platten angeordnet sind, wobei die Platten die Spannöffnung aufweisen.

Bei einer bewährten Ausbildungsform der Erfindung ist das Spannglied als Bolzen ausgebildet und besitzt einen Bund, den die Verriegelungsschieber hintergreifen. Insbesondere besitzt der Bolzen einen Zentrieransatz, der in eine angepaßte Ausnehmung einer der Platten eingreift.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Roboterhandgelenkes mit dem Werkzeug und dem Öffnungsglied,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und

Fig. 3 und Fig. 4 Schnitte durch die Darstellung der Fig. 2, entsprechend der Schnitt linie III-III bzw. IV-IV.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel trägt das Roboterhandgelenk 6 das als Bolzen 5 ausgebildete Spannglied. Der Bolzen 5 ist von einem Zentrieransatz 14 umgeben und weist an seinem Ende den Bund 13 auf, dessen dem Roboterhandgelenk zugeordnete Rückfläche teilweise abgeschrägt ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bund nur teilweise ausgebildet und teilweise durch ebene Flächen 16 begrenzt.

Am Werkzeug 7, das eine nicht näher erörterte Funktion besitzt und beispielsweise über das Kabel 17 angetrieben ist, sind die beiden Verriegelungsschieber 2 und 3 gelagert. Diese Verriegelungsschieber stehen unter der Wirkung der Federn 18, die teilweise in die Verriegelungsschieber 2 und 3 und teilweise auch in Zwischenplatten 19 und 20 eingelassen sind, die die erforderliche Distanz der Platten 11 und 12 ergeben, welche die Verriegelungsschieber zwischen sich aufnehmen.

Die Verbindungsbolzen und Zentrierstifte der Platten 11 und 12 bzw. der Zwischenplatten 19 und 20 sind mit 21 und 22 bezeichnet. Ausnehmungen 23 in den Verriegelungsschiebern 2 und 3 erlauben die Beweglichkeit der Verriegelungsschieber.

Die mit dem Spannglied, also dem Bolzen 5 bzw. dem Bund 13 zusammenwirkenden Flächen der Verriegelungsschieber 2 und 3 sind mit Abschrägungen 24 versehen, die den Abschrägungen der Rückfläche des Bundes 13 angepaßt sind.

Die Verriegelungsschieber besitzen auf ihrer Außenseite Schrägflächen 9 und 10, die beim Einschieben der Vorrichtung in das Öffnungsglied 4 mit den Schenkeln 8 zusammenwirken, wobei beim Einschieben die Schenkel 8 die Verriegelungsschieber 2 und 3 gegen die Kraft der Federn 18 nach innen drücken, und die Verriegelungsschieber den Bolzen 5 und insbesondere den Bund 13 freigeben.

Zur Aufnahme des Werkzeuges durch das Roboterhandgelenk mittels des Bolzens 5 wird dieser Bolzen 5 in Richtung des Pfeiles 25 vorgeschoben, wobei diese Vorschubrichtung parallel zur Achsrichtung des Bolzens 5 verläuft. Der Bolzen dringt in die Spannöffnung 1 der Platten 11 und 12 ein. Am Ende dieser Bewegung zentriert sich der Zentrieransatz 14 in der Ausnehmung 15 der Platte 12. Bei dieser Bewegung dringt auch der Zapfen 26 (vgl. Fig. 4) in eine angepaßte Bohrung 27 ein, so daß auch eine Verdrehsicherung gegeben ist.

Nun erfolgt eine Bewegung des Roboterhandgelenkes in Richtung des Pfeiles 29, wobei die Platten 11 und 12 und die Verriegelungsschieber aus dem Öffnungsglied nach oben herausge hoben werden. Nach kurzer Bewegung kommen die Schrägflächen 9 und 10 von den Schenkeln 8 frei und sperren somit das Werkzeug 7 am Spannglied fest.

Im allgemeinen wird die beschriebene Vorrichtung noch durch elektrische Schalter vervollständigt, die beispielsweise vor dem völligen Verlassen und Ausheben aus dem Öffnungsglied 4 die Spannstellung der Verriegelungsschieber 2 und 3 abfragen und kontrollieren. Auch hier ergibt sich der Vorteil, daß die Endlagenquittierung der Verriegelungsschieber über das Kabel 17 des Werkzeuges 7 erfolgt, so daß störanfällige Kabel an dem Roboterhandgelenk selbst, die allen Bewegungen des Roboter handgelenkes folgen müßten, vermieden werden.

Das Öffnungsglied 4 ist mittels des Blockes 28 ortsfest gehalten. In der Ruhestellung trägt das Öffnungsglied 4 das Werkzeug mit der daran befestigten Vorrichtung.

Claims

1. Werkzeugwechselvorrichtung für einen Industrieroboter, wobei die Werkzeuge an dem Roboterhandgelenk zu befestigen sind, das in mehreren winklig zueinander verlaufenden Richtungen beweglich ist und gemäß einem vorbestimmten Programm die Werkzeuge aus einem ortsfesten, antriebslosen Halter aufnimmt und dort wieder absetzt, mit zusammenwirkenden Anordnungen zur Ausrichtung und sicheren Verbindung zwischen den beiden zu verbindenden Elementen, nämlich dem Werkzeug und dem Roboterhandgelenk, mit einer Spannöffnung an dem Werkzeug, in das ein Spannglied des Roboterhandgelenkes in einer ersten Bewegungsrichtung des Roboterhandgelenkes hineinbewegbar ist und mit einem Verriegelungsschieber am Werkzeug, der bei einer zweiten Bewegung des Roboterhand gelenkes in einer anderen Richtung wirksam wird, dessen Öffnungsstellung an dem ortsfesten Halter abgestützt ist und der bei der zweiten Bewegung vom Halter freikommt und verriegelt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenläufige Verriegelungsschieber (2, 3) vorgesehen sind, die mit ihren Schrägflächen (9, 10) mit Schenkeln (8) eines U-förmigen Öffnungsgliedes (4) des Halters zusammenwirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschieber (2, 3) zwischen zwei miteinander verbundenen Platten (11, 12) angeordnet sind, wobei die Platten die Spannöffnung (1) aufweisen.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied als Bolzen (5) ausgebildet ist und einen Bund (13) besitzt, den die Verriegelungsschieber (2, 3) hintergreifen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Bolzen (5) einen Zentrieransatz (14) aufweist, der in eine angepaßte Ausnehmung (15) einer der Platten (11, 12) eingreift.