DE3710296C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Führen eines von einem Industrieroboter zu handhabenden flexiblen oder biegsamen Werkstückes, insbesondere eines Schlauches.

Bei der Montage von Schläuchen beispielsweise in der Kraftfahrzeugindustrie ist es bekannt, die beiden Schlauchenden auf die entsprechenden Anschlußstücke zu schieben. Diese Arbeiten werden von Hand durchgeführt, wodurch ein solches Montageverfahren zeitaufwendig, arbeitsintensiv und umständlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aufziehen von flexiblen oder biegsamen Werkstücken, insbesondere von Schläuchen, so zu vereinfachen, daß das freie Ende der flexiblen Werkstücke von einem Greifer eines Industrieroboters sicher erfaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Werkzeug erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Das handzuhabende Werkstück kann zwischen den verstellbaren Führungsrollen des erfindungsgemäßen Werkzeuges geführt werden, die in der Führungsstellung am Werkstück anliegen. Mittels der Führungsrollen kann das Werkzeug längs des flexiblen oder biegsamen Werkstückes zu dessen Ende verschoben werden. Es ist dadurch möglich, daß das Werkstückende in eine in der Industrierobotersteuerung programmierte Lage gebracht wird. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist darum zum Einsatz bei Industrierobotern geeignet, mit denen solche flexiblen oder biegsamen Werkstücke gehandhabt werden. Sobald mit dem Industrieroboter das eine Ende dieses Werkstückes montiert ist, kann das erfindungsgemäße Werkzeug mittels des Industrieroboters zum anderen Werkstückende geführt werden. Hierzu werden die Führungsrollen an das Werkstück angelegt und dann das Werkzeug längs des Werkstückes verschoben. Mit Hilfe des Industrieroboters wird das freie Werkstückende in die programmierte Lage gebracht, so daß die Greifeinrichtung des Industrieroboters dieses Werkstückende zuverlässig fassen und in der gewünschten Weise montieren kann.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Ansicht ein erfindungsgemäßes Führungswerkzeug,

Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie II-II in Fig. 1.

Das Führungswerkzeug wird an einem Industrieroboter verwendet, mit dem flexible bzw. biegsame Werkstücke, insbesondere Schläuche, gehandhabt werden. Die Greifer des Industrieroboters erfassen den Schlauch an einem Ende, während das andere Ende des Schlauches infolge der flexiblen oder biegsamen Ausbildung nach unten hängt. Damit der Greifer des Industrieroboters auch das andere Ende dieses Schlauches greifen kann, ist das Führungswerkzeug vorgesehen. Das Führungswerkzeug hat einen Flansch 1, mit dem es an einem Greiferarm des Industrieroboters auswechselbar befestigt werden kann. An diesem Flansch 1 sind zwei pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten 2 und 3 mit Haltern 4 und 5 befestigt. Die Zylinder 6 und 7 der Einheiten 2 und 3 sind an den Haltern 4 und 5 angelenkt. Ihre Kolbenstangen 8 und 9 tragen am freien Ende jeweils einen Halter 10 und 11, der vorzugsweise lösbar an den Kolbenstangen befestigt ist. Die Halter 10, 11 sind zweckmäßig über Kupplungsstücke 12 und 13 mit den Kolbenstangen 8 und 9 verbunden. Die Kupplungsstücke 12, 13 sitzen lösbar auf den Kolbenstangen. Die Halter 10, 11 sind um eine senkrecht zur Achse der Kolbenstange 8 und 9 liegende Achse 14 und 15 verstellbar an den Kupplungsstücken 12 und 13 gelagert.

Die Halter 10, 11 sind gegeneinander gerichtet und tragen jeweils eine Achse 16 und 17 für jeweils eine Rolle 18 und 19, die frei drehbar auf den Achsen 16, 17 gelagert sind. Die Rollen 18, 19 sind über Kugellager 20, 21, vorzugsweise über Rillenkugellager, reibungsarm auf den Achsen 16, 17 gelagert. Die Mantelfläche 22 der Rollen 18, 19 ist im Axialschnitt teilkreisförmig konkav gekrümmt.

Die Halter 10, 11 sind an den freien Enden eines Trägers 23 angelenkt, der mit dem Flansch 1 fest verbunden ist und an dem die Halter 4, 5 für die Kolben-Zylinder-Einheiten 2, 3 befestigt sind.

Im Bereich zwischen den beiden Haltern 4, 5 ist auf dem Träger 23, der plattenförmig ausgebildet ist, eine weitere pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit 24 befestigt. Ihre Kolbenstange 25 durchsetzt einen Schenkel 26 eines am Träger 23 befestigten Winkelstückes 27. Am freien Ende der Kolbenstange 25 ist ein Halter 28 lösbar befestigt, der an seinem der Kolbenstange 25 gegenüberliegenden Ende gabelförmig ausgebildet ist. Zwischen den beiden Gabeln 29, 30 ist lösbar eine Achse 31 befestigt, auf der zwischen den beiden Gabeln eine weitere Rolle 32 frei drehbar gelagert ist. Ihre Mantelfläche 33 ist im Axialschnitt ebenfalls teilkreisförmig konkav gekrümmt.

Sämtliche Rollen 18, 19 und 32 sind gleich ausgebildet. Ihre Achsen 16, 17, 31 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Rollen 18, 19, 32 um 120° versetzt zueinander angeordnet. In der in Fig. 1 dargestellten Führungsstellung liegen die Mantelflächen 22, 33 der Rollen 18, 19, 32 auf einem gemeinsamen Kreis. Wenn mit den Rollen 18, 19, 32 ein Schlauch 34 geführt wird, dann liegen die Rollen, wie in Fig. 1 dargestellt, mit ihren Mantelflächen ganzflächig am Umfang des Schlauches an. Dadurch ist eine optimale Führung des Schlauches 34 sichergestellt. Selbstverständlich kann der Durchmesser des Schlauches 34 auch kleiner sein, so daß dann die Rollen 18, 19, 32 nicht mehr ganzflächig am Schlauch anliegen. Aber auch dann ist infolge der beschriebenen versetzten Anordnung der Rollen sichergestellt, daß ein solcher Schlauch zuverlässig geführt wird. Die Achsen 16, 17, 31 der Rollen 18, 19, 32 liegen quer zur Achse 35 des zuführenden Schlauches 34.

Das beschriebene Führungswerkzeug wird über den Flansch 1 an den Greiferarm des Industrieroboters angeschlossen. Die Versorgung der Kolben-Zylinder-Einheiten 2, 3, 24 erfolgt über die Industrierobotersteuerung. Über den Flansch 1 werden die notwendigen Anschlüsse zu der Industrierobotersteuerung hergestellt. Das Führungswerkzeug wird im Bereich unmittelbar neben einer am Industrieroboter befestigten Greifeinrichtung vorgesehen, die in bekannter Weise gegensinnig synchron bewegbare Greiferbacken aufweist, mit denen das Werkstück, im Ausführungsbeispiel der Schlauch 34, erfaßt und gehandhabt werden kann. Durch den Flansch 1 des Führungswerkzeuges ist sichergestellt, daß das Führungswerkzeug eine definierte Position und Orientierung zum Greifer des Industrieroboters hat.

Zunächst wird mit der Greifeinrichtung des Industrieroboters der Schlauch 34 an einem Ende erfaßt und montiert. Bei diesem Montageverfahren sind die Kolbenstangen 8, 9, 25 eingefahren. Da die Halter 10, 11, welche die Rollen 18, 19 tragen, an den Kupplungsstücken 12, 13 der Kolbenstangen 8, 9 angelenkt und außerdem auch am Träger 23 angelenkt sind, werden die Halter 10, 11 beim Einfahren der Kolbenstangen 8, 9 aus der Stellung gemäß Fig. 1 entgegengesetzt zueinander nach außen gefahren. Über die zurückgefahrene Kolbenstange 25 wird auch der Halter 28 mit der Rolle 32 zurückgefahren. Sämtliche drei Rollen 18, 19, 32 sind damit in ihrer Freigabestellung. Sobald der Industrieroboter mit der Greifeinrichtung das eine Schlauchende montiert hat, werden die Greiferbacken dieser Greifeinrichtung zurückgefahren und der Schlauch freigegeben. Dann wird die Greifeinrichtung um 180° gedreht. Hierbei befindet sich diese Greifeinrichtung sowie auch das Führungswerkzeug im Bereich außerhalb des montierten Schlauches, so daß diese Drehbewegung durch den Schlauch nicht behindert wird. Da die Rollen 18, 19, 32 des Führungswerkzeuges ihre Freigabestellung einnehmen, haben die Rollen einen solchen Abstand voneinander, daß das Führungswerkzeug quer zur Achse 35 über den Schlauch 34 gefahren werden kann. Dann werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 2, 3, 24 beaufschlagt und die Kolbenstange 8, 9, 25 ausgefahren. Die Rollen 18, 19 werden über die Halter 10, 11 in Richtung auf den Schlauch 34 geschwenkt, während die Rolle 32 quer zur Achse 35 des Schlauches 34 zugestellt wird. Sobald sämtliche Rollen 18, 19, 32 am Schlauch 34 anliegen, werden durch (nicht dargestellte) Sensoren oder dgl. die Kolben-Zylinder-Einheiten abgeschaltet. Der Schlauch 34 liegt dann in der in Fig. 1 erkennbaren Weise zwischen den Rollen 18, 19, 32, die ihn sicher erfassen. Nunmehr wird mit dem Greiferarm des Industrieroboters das Führungswerkzeug längs des Schlauches 34 verschoben. Da die Rollen 18, 19, 32 über die Kugellager 20, 21, 36 oder entsprechende Wälzlager reibungsarm frei drehbar gelagert sind, läßt sich das Führungswerkzeug mühelos längs des Schlauches 34 verschieben. Um Durchmessertoleranzen des Schlauches 34 auffangen zu können, ist der Halter 28 gegen die Kraft einer Druckfeder 37 quer zur Schlauchachse 35 relativ zur Kolbenstange 25 verschiebbar. Die Druckfeder 37 umgibt eine Führungsbuchse 38 für einen auf dem freien Ende der Kolbenstange 25 verschiebbar sitzenden Kupplungsteil 39. Die Führungsbuchse 38 ist an der Unterseite des senkrecht vom Träger 23 abstehenden Schenkels 26 des Winkelstückes 27 befestigt. Die Druckfeder 37 stützt sich auf dem Halter 28 und an der Unterseite des Schenkels 26 ab. Die Rolle 32 und der Halter 28 sind somit quer zur Schlauchachse 35 verschiebbar, so daß die Führungsrolle 32 beim Verfahren längs des Schlauches Unebenheiten oder Toleranzen folgen kann. Dadurch wird der Schlauch 34 optimal gegen Beschädigung geschützt.

Während des beschriebenen Verschiebens des Führungswerkzeuges längs des Schlauches 34 ist die Greifeinrichtung des Industrieroboters selbstverständlich geöffnet. Sobald das zweite Ende des Schlauches erreicht ist, wird dieses Schlauchende mit der Greifeinrichtung wieder gespannt und die Rollen 18, 19, 32 mittels der Kolben-Zylinder-Einheiten 2, 3, 24 in ihre Freigabestellung zurückgefahren. Der zurückgelegte Weg der Rollen 18, 19, 32 kann beispielsweise über Wegaufnehmer gemessen werden, wobei der Meßwert der Industrierobotersteuerung zugeführt wird. Da die Länge der zu montierenden Schläuche 34 in der Industrierobotersteuerung programmiert ist, kann somit auf einfache Weise festgestellt werden, wenn die Rollen 18, 19, 32 das Schlauchende erreicht haben. Da sich die Greifeinrichtung des Industrieroboters unmittelbar neben dem Führungswerkzeug befindet, kann das entsprechende Schlauchende, das noch von den Rollen 18, 19, 32 gehalten wird, von den Greiferbacken der Greifeinrichtung sicher erfaßt werden. Anschließend kann dieses zweite Schlauchende einfach montiert werden.

Da die Rollen 18, 19, 32 mittels der Kolben-Zylinder-Einheiten 2, 3, 24 quer zur Schlauchachse 30 verstellbar sind, lassen sich im Durchmesser verschieden große Schläuche einwandfrei und ohne Schwierigkeiten mit den Rollen erfassen. Es ist auch möglich, die Rollen 18, 19, 32 gegen andere, auf andere Schlauchdurchmesser abgestimmte Rollen einfach auszutauschen.

Claims (12)

1. Werkzeug zum Führen eines von einem Industrieroboter zu handhabenden flexiblen oder biegsamen Werkstückes, insbesondere eines Schlauches, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug quer zur Achse (35) des Werkstückes (34) verstellbare Führungsrollen (18, 19, 32) aufweist, die in einer Führungsstellung am Werkstück (34) anliegen, und daß das Werkzeug längs des Werkstückes (34) bis zu dessen Werkstückende verschiebbar und das Werkstückende in eine in der Industrierobotersteuerung programmierte Lage bringbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (18, 19) schwenkbar an einem Träger (23) des Werkzeuges gelagert sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (18, 19, 32) über Halter (10, 11, 28) an Kolbenstangen (8, 9, 25) von Kolben-Zylinder-Einheiten (2, 3, 24) angelenkt sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheiten am Träger (23) angelenkt sind.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Führungsrollen (32) gegen Federkraft verstellbar ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (28) der Führungsrolle (32) relativ zur Kolbenstange (25) verschiebbar ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Halter (28) das eine Ende einer Druckfeder (37) angreift, die mit ihrem anderen Ende an einem auf dem Träger (23) befestigten Widerlager (27) abgestützt ist.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Anschlußteil (1) zum Anschluß an einen Industrieroboter aufweist.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (10, 11, 28) und/oder die Führungsrollen (18, 19, 32) lösbar angeordnet sind.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (18, 19, 32), bezogen auf die Achse (35) des Werkstückes (34), um 120° versetzt zueinander angeordnet sind.

11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (22, 33) der Führungsrollen (18, 19, 32) im Axialschnitt teilkreisförmig konkav verläuft.

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (16, 17, 31) der Führungsrollen (18, 19, 32) in einer gemeinsamen Ebene liegen, die senkrecht zur Achse (35) des Werkstückes (34) liegt.