DE8621671U1

DE8621671U1 - Wechselvorrichtung

Info

Publication number: DE8621671U1
Application number: DE8621671U
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1988-02-18
Also published as: SE8702969L; GB2196314B; GB8719122D0; FR2602990A1; FR2602990B1; GB2196314A; SE8702969D0; DE3721235A1

Description

Wechselvorrichtung zum automatischen Erfassen bzw. Lösen eines Werkzeugträgers von einem industrieroboter

Die Neuerung betrifft eine weehselvarrichtün« zu... automatischen Erfassen bzw. Lösen eines Werkzeugträgers von einem Industrieroboter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruches.

Eine derartige Wechselvorrichtung ist durch die OE-PS 34 21 452 bekannt. Bei dieser Vorrichtung erfolgt das zum Zusammenfügen der Kupplungsteile erforderliche Drehen in aufwendiger Weise durch Drehen der letzten Rotationsachse des Industrieroboters. Diese Rotationsachse ist aber nicht immer erforderlich, z.B. dann nicht, wenn Werkstücke mit Hilfe des Greifers nur umgestapelt oder von einer Palette zu einer Rrbeitsmaschine befördert werden sollen. Hierzu eignet sich ein Portalroboter.

Rufgäbe der Neuerung ist es daher, eine Wechselvorrichtung der vorbekannten Rrt dahingehend zu verbessern, dap das Kuppeln der zu verbindenden Teile vereinfacht wird. Diese Rufgäbe wird dadurch gelöst, dap der drehbare Ring mit einem koaxialen Schneckenrad für eine von dem Verriegelungsmotor getriebene Schnecke versehen und mit dem Rntrieb zusammen in einem Getriebegehäuse des Rnschlupelementes gelagert ist. Der Verriegelungsmctor kann, da er nicht wie bei der vorbekannten Vorrichtung Rntrieb einer Nebenachse eines Industrieroboters ist sondern nur ein Kupplungselement, sehr klein und somit preiswert sein und unter Zwischenschaltung einer überlastkupplung direkt am Rnschlupelement gelagert sein.

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LJm ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zu verhindern und damit zur Erhöhung der Sicherheit kann auf der WeLLe des Verriegelungsmotors ein Sicherheitszahnrad für eine von einem Schubgerät betätigbare Sperrklinke befestigt sein. Zum Betätigen der Verbindung auch nach einem Stromausfatl kann die WeLLe stirnseitig mit einem von einem Werkzeug erfaßbaren Rnsatz versehen sein.

In weiterer RusgestaLtung derNeuerung können in dem flnschlupelement auf einem Kreisbogen Näherungsinitiatoren für eine auf dem drehbaren Ring vorhandene MeLdefahne angeordnet sein. Die Näherungsinitiatoren teiLen dem Steuerstand einer Anlage das erfoLgte Herstellen bzw. Lösen der Verbindung mit und geben damit den Industrieroboter für die nächste gepLante Bewegung frei. In dem Grundteil können ein oder mehrere OffnungsnippeL für in dem Rnschlupelement vorhandene DruckmitteL-VentiLe vorhanden sein. Durch die Verwendung von zwei der genannten DruckmitteLdurchführungen an der Verbindung RnschLupeLement/KuppLungsteiL sind an den verschiedenen ankuppelböFen Greifern selbst keine RrbeitssteuerventiLe mehr erforderlich. Dort wären sie im direkten Rrbeitsbereich und könnten stören. Die RrbeitssteuervneiLe können an geeigneter Stelle des Industrieroboters angeordnet sein. Bei Verwendung von vier oder noch mehr Druckmitteldurchführungen können auch zwei oder mehr Greifmodule unabhängig voneinander betätigt werden.

Damit der Industrieroboter mit Hilfe der Wechselvorrichtung auch selbständig mehrere verschiedene Greifer, Werkstücke oder Werkzeuge aufnehmen kann, sind diese auf einem Magazinblech angeordnet. Zum automatischen Rufnelhmen hat der vom drehbaren Ring aufnehmbare VerriegelungspiLz an seinerVerbindungsplatte zum Greifer oder dergleichen am Rand zwei sich gegenüberliegende Bohrungen für Stifte, die im Greifer entgegen der Kraft von Federn in Kupplungsrichtung

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durch flndrücken des flnschlupelementes verschiebbar geführt sind. Das genannte Magazinblech hat mehrere, Randbahrungen für GrundpLatten der Greifer und an den Randbohrungen anschließende, sich gegenüberliegende Randausnehmungen für die 5tifte, die mit Verdrehsicherungen in uis Federn Unigebenusn Hülsen geführt sind* Gis Stifts haben an den einander abgekehrten Seiten Rücksprünge für über die Randausnehmungen hinausragende Spitzen der Randbohrungen. Oie Verbindungsplatte des Kupplungsteils und die Grundplatte des Greifers sind in die Randbohrungen umgebende Verdünnungs-Rbsätze des dicken Magazinbleches eingelassen.

Ein Rusführungsbeispiel der Neuerung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt I-I durch die Figur 3,

Fig. 2 den Schnitt H-II durch die Figur 3,

Fig. 3 die Rnsicht der Wechselvorrichtung von unten, zum Teil

im Schnitt.

Fig. 4 die Einsicht eines ankuppelbaren GreifWerkzeuges

von unten,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Kupplungsteil der Wechselvorrichtung,

Fig, 6 eine Seitenansicht vom Kupplungsteil mit Greifer, Fig. 7 die Rnsicht "X" aus Figur 1,

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Fig. ö den Schnitt VIII-VIII durch die Figur 6, ahne Greifer,

Fig. 3 den Schnitt IX-IX durch die Figur 6,

Fig. 10 den Schnitt X-X durch die Figur 3, mit einer Steckdose,

Fig. 11 den zu Figur 10 passenden Stecker,

Fig. 12 einen TeH eines Magazinbleches,

Fig. 13 Detail "Z" aus Figur 12 in größerem Maßstab, Fig. 14 den Schnitt XIV-XIV durch die Figur 13.

Zum flnschlußelement 1 für ein Kupplungsteil. 2 zum Rnschluß eines Greifers 3 eines Industrieroboters führen Meldeleitungen 4, Druckmittelleitungen 5 und Steuerleitungen 6. Die Wechselvorrichtung wird von einem Verriegelungsmotor 7 betätigt, der über eine Kupplung &bgr; eine Welle 9 mit einer Schnecke 10 und ein Schneckenrad 11 treibt, wie in Figur 3 zu erkennen ist-

Figur 1 zeigt, daß das Schneckenrad 11 Teil einer Drehhülse 12 ist, die einen mit Bajonettzähnen 14 versehenen Ring 13 umfaßt. Nach dem Rbsenken des Rnschlußelementes 1 auf den in Figur S gezeichneten Kupplungsteil 2 wird der Ring 13 verdreht und seine Bajonettzähne 14 greifen unter Gegenzähne 15 des Verrisgsluungspilzes 1S, der eine DurchbLicköffnung 17 hat- Oie Drehtür ·*» 12 ist über Wälzlager 24 in einem Getriebegehäuse 19 gelagert« dää von einem Gehäuse 20 des PnöchlupeLernentes 1 umgeben ist, Das Rnschlüpelement i hat oberhalb

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der RingfLäche des Verriegelungspilzes 16 einen Näherungsinitiator 21, der über seine Meldeleitung 4 das Einführen des Verriegelungspilzes 16 in den Ring 13 einem Rechner mitteilt. Beim Drehen des Ringes 13 gelangt eine daran befestigte, abgewinkeLte Meldefahne 23 unter weitere Näherungsinitiatoren 22 und 22a, deren Signale über die Meldeleitungen 4a weitergeleitet werden. Die Näherungsinitiatioren 21, 22 und 22a sind an Initiatorhalterr, 57 befestigt.

0er Verriegelungspilz 16 hat einen Flansch 1ö zum Rnschrauben einer genormten Verbindungsplatte 25, die mit ihrem Rußenansatz 26 in die öffnungen der in Figur 12 gezeichneten Magazinplatte 43 einsetzbar ist und die einen Innenansatz 27 für den Einschluß des in Figur 9 gezeichneten Greifers 3 hat. Die Verbindungsplatte 25 hat ferner einen üffnungsnippel 2ö für ein in Figur 1 gezeichnetes Ventil 29, das an die bereits erwähnte DruckmitteLLeitung 5 angeschlossen ist. Der Öffnungsnippel 2ö öffnet das Ventil 29 beim Rufsetzen des flnschlußelementes 1 auf den Kupplungsteil 2. flußerdem trägt die Verbindungsplatte 25 in den Figuren 6, 6 und 9 erkennbare Einführungsstifte 30, die über in Figur 2 erkennbare Führungshülsen 31 das Zusammenführen und Zentrieren von finschlußelement 1 und Kupplungsteil 2 ermöglichen. Zur Vermeidung von Ooppelpassungen hat einer der beiden Einführst if te 30 abgeflachte Seiten. Die Verbindungsplatte 25 hat außerdem an der Oberseite zwei flufnahmen 32 für schwimmend gelagerte Stecker 33 mit auswechselbaren Steckkontakten 34 für elektrische Leitungen und je zwei Zentrierstiften 35. Für diesen in Fig. 11 erkennbaren Steckkontakt 34 hat das Rnschlußelement 1 zwei in Fig. 10 erkennbare Steckdosen 36. Oie Lage der Stecker 33 auf der Verbindungsplatte 25 ist in den Figuren 3 und 4 zu erkennen.

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Figur 3 zeigt auch eine Vorrichtung, mit der ein unbeabsichtigtes Lösen der Verriegelung verhindert wird. Hierzu hat die WeLLe 9 ein Sicherheitszahnrad 37, in dessen ZahnLücken mitteLs Federkraft eine verschwenkbare SperrkLinke 39 einrastet, die auf einer Lagerschraube 40 schwenkbar gelagert ist. Beim Betätigen der Wechselvorrichtung wird die Sperrklinke 39 durch einen Zugmagnet 3ö gegen die Federkraft zurückgeschwenkt. Die Welle 9 hat zum Verdrehen bei StromausfaLL oder bei einer anderen Störung am Ende der Führungshülse des Sicherheitszahnrades 37 einen Rnsatzschlitz 41 zum Verdrehen mit Hilfe eines Werkzeuges, dqs durch eine Bohrung 42 des Gehäuses 20 ster.kbar ist.

Zur Bevorratung rnshrerer KuppLungsteile 2 mit verschiedenen Greifern 3 steht im Rrbeitsbereich des Industrieroboters ein in den Figuren 12 bis 14 gezeichnetes MagazinbLech 43. Es hat mehrere Randbohrungen 44, die jeweils für die flufnahme des flußenansatzes 26 der VertindungspLatte 25 einen flbsatz 45 haben, der in Figur 14 zu erkennen ist. Um ein unbeabsichtigtes Herausgl&iten des Kupplungsteils 2 aus der Randbahrung 44 zu verhindern, hat diese kurz vor dem Rand des Magazinbleches 43 zwei Randausnehmungen 46, von denen eine in Figur 13 in größerem Maßstab gezeichnet ist. In die beiden Randausnehmungen 45 der Rgndbohrung 44 greifen Stifte 47 ein, die in Paßbuhrungen 49 der Grundplatte 3a des Greifers 3 und der Verbindungsplatte 25 geführt sind. Jeder Stift 47 wird von einer Feder 51 nach oben durch die Bohrung 49 der Verbindungsplatte 25 gehalten. Weiterhin sind am unteren Ende der Stifte 47 Verdrehsicherungen 47a für die Stifte eingebracht. Die Verdrehsicherungen 47a greifen in die Hülsen 50 unterhalb der Grundplatte 3a des Greifers ein. Beim flufsetzen des Rnschlußelementes 1 auf den Kupplungsteil 2 drückt das Gehäuse 20 die Stifte 47 nach unten, bis deren in Figur 14 klar erkennbarer

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Rücksprung 4fl in Höhe der Randausnehmung 46 gelangt. Dann kann der Greifer 3 seitlich aus der Randbohrung 44 des Magazinbleches 43 herausgeschoben werden, wobei die Rücksprünge 48 der Stifte 47 an den Spitzen 44a der Randbahrung 44 entlanggleiten.

Bei flnwesenheit des Kupplungsteils 2 im Magazinblech 43 drücken verstellbare Schaltanschläge 52 der Geifer-Grundplatte 3a gegen einen in Figur 9 erkennbaren, am Magazinblech 43 befestigten Schalter 53, der· der Steuerzentrale die Rnwesenheit des oreifers 3 meldet.

Zum Rufnehmen des Kupplungsteil 2 mit seinem Greifer 3 fahrt der Industrieroboter mit seinem Rnschlußelement 1 über den im Magazinblech 43 liegenden Kupplungsteil 2. Das Rnschlußelement 1 wird dann abgesenkt, wobei

1. die Einführungsstifte 30 in die Führungshülsen 31 eindringen,

2. der Verriegelungspilz 16 mit den Gegenzähnen 15 in den Ring 13 mit den Bajonettzähnen 14 eindringt,

3. die Zentrierstifte 35 und die Steckkontakte 34 der Stecker 33 in die Steckdose 36 gelangen.

4. die zwei öffnungsnippel 2ö die Ventile 29 öffnen,

5. das Gehäuse 20 des flnschlupelementes 1 die Stifte 47 mit ihren flusnehmungen 4ö in Freigabestellung bringt.

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Bei dieser Annäherung des Pnschluflelementes 1 an den Kupplungsteil 2 betätigt der Verriegelungspilz; 16 den Näherungsinitiator 21, der das erfolgte aufsetzen der Steuerzentrale meldet, die dann das Einschalten des Verriegelungsrnotors 7 veranlaßt. Dieser verdreht dann über die Schnecke 10 und das Schneckenrad 11 die Drehhülse 12, damit auch den Ring 13, wobei dessen Bajonettzähne 14 unter die Gegenzähne 15 gelangen und deren Schrägflächen äufeinanderdrücken. Die am Ring 13 befestigte Meldefähhe 23 gelangt unter öinen Näherungsinitiator 22, der das erfolgte Verdrehen meldet und deiVi Industrieroboter das Herausgleiten von Kupplungsteil 2 mit Greifer 3 aus der Randböhruhg 44 des Magazinblechs 43 ermöglicht. Beim Entriegeln der Wechselvorrichtung gelangt die Meldefahne 23 unter einen weiteren Näherungsinitiator 22ä, der das erfolgte Lösen meldet.

Die bereits erwähnten Bajonettzähne 14 und deren Gegenzähne 15 haben einen Steigungswinkel von ca. 6 Grad. Dabei ist die Oberflächenbeschaffenheit der Gleitflächen so, daß die Verbindung gerade noch in den Bereich der Selbsthemmung fällt.

In Fig. 3 ist zu erkennen, daß jeweils drei Bajanettzähne 14 und drei Gegenzähne 15 mit einem Erstreckungswinkel von etwas weniger als 60 Grad vorhanden sind.

Die Verbindungsplatte 25 und die Grundplatte 3a des Greifers sind durch die Schrauben 55 CFig. 4) miteinander verbunden.

Oer Greifer 3 ist auf der Greifergrundplatte 3a zentriert und mit Schrauben 56 CFig. 9) befestigt.

Claims

SchutzansprUche

1. Vorrichtung zum automatischen Frfassen bzw. Lösen eines Werkzeugträgers von einem Industrieroboter, dessen letztes Getriebeglied mit einem flnschlufielement für ein Kupplungsteil zum Rnbringen eines Greifers oder dergleichen versehen ist, wobei Rnschlußelement und Kupplungsteil im angenäherten Zustand über eine Verdrehsicherung aneinander geführt und im gekuppelten Zustand über Energie-Steckkupplungen miteinander verbunden sind und im Flnschlußelemert ein mit Bajonettzähnen versehener drehbarer Ring für Gegenzähne eines Verriegelungspilzes des Kupplungsteils gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Ring C13) mit einem koaxialen Schneckenrad (11) für eine von einem Verriegelungsmotor (7) getriebene Schnecke (10) versehen und mit dem Rntrieb zusammen in einem Getriebegehäuse (19) des RnschlupeLementes (1) gelagert ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap zwischen dem Verriegelungsmotor (7) und der Verzahnung (10, 11) eine überlastkupplung Cö) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Rnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap auf einer Welle (9) des Verriegelungsmotars (7) ein Sicherheitszahnrad (37) für eine von einem Schubgerät (3Ö) betätigbare Sperrklinke (39) üefestigt ist.

4. Vorrichtung nach Rnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap das auf der Welle (9) befestigte Sicherheitszahnrad i37) in seiner Führungshülse mit einem von einem Werkzeug erfapberen Rnsatzschlitz (41) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Rnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap in dem flnschluPelement (11) auf einem Kreisbogen Näherungsinitiatoren (21, 22) für eine auf dem drehbaren Ring (13) vorhandene Meldefahne (23) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Rnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap in dem Grundteil (2) ein oder mehrere Öffnungsnippel (2ö) für in dem finschlupelement (1) vorhandene Druckmittel-Ventile (29) vorhanden sind.

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7, Vorrichtung nach finspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap der von dem drehbaren Ring (13) aufnehmbare Verriegelungspilz ti£j an seiner VprhindungspLatte C25) zum Greifer C3) oder dergleichen am Rand zwei sich gegenüberliegende Bohrungen (49) für Stifte (47) hat, die im Greifer (3) entgegen der Kraft von Federn (51) in Kupplungsrichtung durch Eindrücken des Rnschlußelemehtes (1) verschiebbar geführt sind und dap ein Magazinblech (43) mehrere Randbahrungen (44) für Grundplatten (3a) der Greifer (3) und an den Randbohrungen (44) ansehtiepende sieh gegenüberliegende Randausnehmungen (46) für die Stifte (47) hat.

ö. Vorrichtung nach Einspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dap die Stifte (47) mit Verdrehsicherungen C47a) in die Federn (51) umgebenden Hülsen (50) geführt sind.

9. Vorrichtung nach Rnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dap die Stifte (47) an den einander abgekehrten Seiten Rücksprünge C4Ö) für über die Randausnehmungen (46) hinausragende Spitzen (44a) der Randbohrung (44) haben.

10. Vorrichtung nach Rnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dap das Magazinblech (43) die Randbohrungen (44) umgebende Verdünnungs-Rbsätze (45) für Rupenansätze C26) der Verbindungsplatte C25) de5 Kupplungsteil C2) und der Grundplatte (3a) des Greifers (3) hat.