DE4037883A1 - Vorrichtung zum greifen von werkstuecken, insbesondere rotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen von Werkstücken, insbesondere Rotoren, mit einer mechanischen Greifereinrichtung und einer Verstelleinrichtung, die in Abhängigkeit von den Werkstückabmessungen die Greifer­ einrichtung betätigt.

Es ist bekannt, mit Hilfe einer Greifervorrichtung Werk­ stücke aus einer Bearbeitungsstation zu entnehmen und gege­ benenfalls in eine andere Arbeitsstation zu transportieren oder Werkstücke positionsgerecht zu fixieren. Die Greifer­ vorrichtung besitzt hierzu eine Greifereinrichtung, die durch einen Einstellmechanismus auf die zu handhabenden Werkstücke eingestellt werden kann, so daß die Werkstücke mit einer be­ stimmten Greiferkraft, durch die während des Werkstück­ transports eine ausreichende Haltekraft gewährleistet wird, erfaßt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Greifen von Werkstücken der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein äußerst schonendes Greifen des Werkstücks, insbeson­ dere empfindlichen Werkstücks, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Greiferkraft, mit welcher die mechanische Greifereinrichtung am Werkstück angreift, von einer druckempfindlichen Abtast­ einrichtung abgetastet ist, und daß die Verstelleinrichtung neben einem Grobverstellmechanismus eine Feineinstelleinrich­ tung in Form eines piezoelektrischen Aktors aufweist, der zwischen dem Werkstück und der mechanischen Greifereinrich­ tung angeordnet ist, und daß der piezoelektrische Aktor in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der druckempfindlichen Abtasteinrichtung und einem einstellbaren Sollwert für die Greiferkraft mit einem elektrischen Signal angesteuert ist.

Bei der Erfindung wirkt der piezoelektrische Aktor als Druck­ kraftfeineinsteller, durch welchen ein schonendes Halten des Werkstücks erreicht wird. Vor allem bei empfindlichen Werk­ stücken, insbesondere Werkstücken mit empfindlicher Ober­ fläche, die leicht beschädigt werden kann, gewährleistet die Erfindung eine schonende Handhabung der zu transportierenden Werkstücke.

Die mechanische Greifereinrichtung besitzt in bevorzugter Weise zwei Greiferarme, zwischen denen das Werkstück mit der voreingestellten Greiferkraft gehalten wird. Ferner sind die druckempfindliche Abtasteinrichtung, welche bevorzugt als Diezoelektrisches Element ausgebildet ist, und der piezo­ elektrische Aktor im Kraftfluß zwischen den beiden Greifer­ armen zusammen mit dem Werkstück angeordnet. Hierzu greifen die beiden Greiferarme diametral am Werkstück an. Die druck­ empfindliche Abtasteinrichtung und der piezoelektrische Aktor liegen bevorzugt zwischen den beiden Greiferarmen und dem Werkstück.

Hierdurch erreicht man ein feinfühliges Halten des Werk­ stücks, wobei die Greiferkraft durch den Aktor in Abhängig­ keit von der feinfühligen druckempfindlichen Abtasteinrich­ tung und dem voreingestellten Sollwert der Greiferkraft ge­ regelt ist. Der Aktor wirkt hierbei als piezoelektrisches Stellelement, das in Abhängigkeit von der abgetasteten Druck­ kraft, die auf das zu haltende Werkstück ausgsübt wird, eine geregelte, feineingestellte Druckkraft beim Halten des Werkstücks erzeugt.

Die Erfindung ist zum Fixieren und zum Transportieren von Werkstücken beliebiger Gestalt geeignet. Hierbei wird eine schonende Behandlung des Werkstücks erreicht, so daß das Werkstück gegen Zerstörung und Beschädigung gesichert ist. Man kann daher auch hochempfindliche Körper transportieren bzw. fixieren.

Insbesondere können mit der Erfindung auch Rotore nach ihrer Bearbeitung, beispielsweise in einer Auswuchtmaschine, der Meßstation bzw. der Auswuchtmaschine entnommen oder inner­ halb der Auswuchtmaschine, z. B. von der Meßstation zur Aus­ gleichsstation und dgl., transportiert werden.

Anhand der Figur wird an einem Ausführungsbeispiel die Er­ findung noch näher erläutert.

Die als Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Figur dar­ gestellte Greifervorrichtung ist als Zange ausgebildet. Als mechanische Greifereinrichtung 1 besitzt diese Vorrichtung zwei Greiferarme 9 und 10 sowie freie Zangenschenkel 11 und 12. Die Greiferarme bzw. Zangenschenkel sind an einer Anlenk­ stelle 13 schwenkbar miteinander verbunden.

Ein Grobverstellmechanismus 2 greift an die Enden der beiden freien Zangenschenkel 11 und 12 an. Dieser Grobverstell­ mechanismus 2 dient zur durchmesserabhängigen Fixierung eines zu greifenden Werkstücks 3. Beim Greifen des Werkstücks 3 wird mit Hilfe einer druckempfindlichen Abtasteinrichtung 4 die Greiferkraft ermittelt, mit welcher das Werkstück 3 erfaßt wird. Bei dieser druckempfindlichen Abtast- bzw. Meß­ einrichtung 4 kann es sich um ein piezoelektrisches Element handeln. In Abhängigkeit von der ermittelten Greiferkraft bzw. Druckkraft gibt diese Meßeinrichtung ein Ausgangssignal ab.

Dieses Ausgangssignal wird einem Eingang eines Vergleichers 5 zugeleitet. Einem weiteren Eingang des Vergleichers 5 wird ein Sollwert für die Greiferkraft von einem Greiferkraft­ sollwertgeber 8 zugeleitet. Die Greiferkraft kann im Soll­ wertgeber 8 voreingestellt werden, und zwar in Abhängigkeit von dem zu greifenden Körper bzw. Werkstück.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 5, das proportional dem Vergleichsergebnis zwischen dem Ausgangssignal der druck­ empfindlichen Abtasteinrichtung 4 und dem Signal des Greifer­ kraftsollwertgebers 8 ist, wird einer einstellbaren Span­ nungsquelle 6 zugeführt. Diese Spannungsquelle 6 erzeugt in Abhängigkeit von dem zugeführten Signal des Vergleichers 5 eine Ausgangsspannung und liefert diese einem piezoelektri­ schen Aktor 6. Dieser piezoelektrische Aktor 7 ist zwischen einem der beiden Greiferarme (beim Ausführungsbeispiel dem Greiferarm 9) und dem Werkstück 3 angeordnet. Auch die Ab­ tasteinrichtung 4 ist zwischen dem Werkstück 3 und dem ande­ ren Greiferarm (beim Ausführungsbeispiel dem Greiferarm 10) angeordnet. Da die beiden Greiferarme 9 und 10 diametral am Werkstück 3, das einen kreisrunden Querschnitt aufweist, an­ greifen, befinden sich auch die druckempfindliche Meßeinrich­ tung 4 und der piezoelektrische Aktor 7 an diametralen Stel­ len des Werkstücks 3.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein kraftschlüs­ siges Halten des Werkstücks 3 zwischen den beiden Greifer­ armen 9 und 10 erreicht. Es ist natürlich auch möglich, einen teilweisen Formschluß anzuwenden, wobei dann die un­ mittelbar auf der Oberfläche des Werkstücks angreifenden piezoelektrischen Bauteile 4 und 7 an ihren Berührungsflächen dem Werkstück 3 angepaßt sind.

Durch die dargestellte Vorrichtung ist es möglich, mit maxi­ maler Greiferkraft, bei der noch keine Beschädigung des Werkstücks 3, insbesondere an seiner Oberfläche, auftritt, das Werkstück 3 zu halten und zu transportieren bzw. an einer bestimmten Stelle zu fixieren. Hierbei wirkt der piezoelek­ trische Aktor 7 in Richtung des Kraftflusses, der beim Halten des Werkstückes 3 ausgeübt werden muß. Dieser Kraftfluß läuft im wesentlichen zwischen dem Greiferarm 9, dem piezoelektri- Aktuator 7, dem Werkstück 3, der druckempfindlichen Abtast­ einrichtung 4 und dem anderen Greiferarm 10. Dieser Kraft­ fluß verläuft im Falle eines kreisrunden Werkstücks, ins­ besondere Rotors, durch die Achse des Werkstücks. Bei der Stellbewegung, die der Aktor 7 bei der Erzeugung der ge­ wünschten Greiferkraft ausführt, wirkt der Greiferarm 9 auf der einen Seite als Gegenlager.

Durch die Erfindung wird ein Greifersystem geschaffen, bei dem gegebenenfalls unter Ausnützung des Piezoeffektes die Greiferkraft ständig gemessen wird und mit Hilfe des piezo­ elektrischen Aktors 7, der als piezoelektrisches Stellelement wirkt, eine Nachjustage der Greiferkraft ständig erreicht wird.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Greifen von Werkstücken, insbesondere Rotoren, mit einer mechanischen Greifereinrichtung und einer Verstelleinrichtung, die in Abhängigkeit von den Werkstück­ abmessungen die Greifereinrichtung betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferkraft, mit welcher die mechanische Greifer­ einrichtung (1) am Werkstück (3) angreift, von einer druck­ empfindlichen Abtasteinrichtung (4) abgetastet ist, und daß die Verstelleinrichtung (2, 7) neben einem Grobverstell­ mechanismus (2) eine Feineinstelleinrichtung in Form eines piezoelektrischen Aktors (7) aufweist, der zwischen dem Werkstück (3) und der mechanischen Greifereinrichtung (1) angeordnet ist, und daß der piezoelektrische Aktor (7) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der druckempfindlichen Abtasteinrichtung (4) und einem einstellbaren Sollwert für die Greiferkraft mit einem elektrischen Signal angesteuert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Greifereinrichtung (1) zwei Greiferarme (9, 10) aufweist, zwischen denen das Werkstück (3) mit der voreingestellten Greiferkraft gehalten ist, und daß die druckempfindliche Abtasteinrichtung (4) und der piezo­ elektrische Aktor (7) im Kraftfluß der beiden Greiferarme (9, 10) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der piezoelektrische Aktor (2) und die druck­ empfindliche Abtasteinrichtung (4) diametral bezüglich des Werkstücks (3) liegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Aktor (7) und die druckempfindliche Abtasteinrichtung (4) jeweils zwischen den beiden Greifarmen (9 und 10) und dem Werkstück (3) ange­ ordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Abtasteinrichtung (4) als piezoelektrisches Element ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Abtasteinrichtung (4) und der piezoelektrische Aktor (7) über eine Regler­ einrichtung (5, 6, 8) miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglereinrichtung (5, 6, 8) einen Vergleicher (5) auf­ weist, an dessen einem Eingang der Ausgang der druckempfind­ lichen Abtasteinrichtung (4) und an dessen anderem Eingang ein Greiferkraftsollwertgeber (8) angeschlossen sind und daß der Ausgang des Vergleichers (5) mit einer einstellbaren Spannungsquelle verbunden ist, die dem piezoelektrischen Aktor (7) ein eingestelltes Spannungssignal zuführt.