EP0421167A2 - Verfahren und Greifervorrichtung zum Aufnehmen, Transportieren und Ansetzen von flächigen Werkstücken aus textilem Material und dergleichen - Google Patents

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EP0421167A2
EP0421167A2 EP90117629A EP90117629A EP0421167A2 EP 0421167 A2 EP0421167 A2 EP 0421167A2 EP 90117629 A EP90117629 A EP 90117629A EP 90117629 A EP90117629 A EP 90117629A EP 0421167 A2 EP0421167 A2 EP 0421167A2
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EP
European Patent Office
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workpiece
needle
gripper
carrier
group
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EP90117629A
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EP0421167A3 (en
EP0421167B1 (de
Inventor
Dieter Dipl.-Ing. Zimmer
Günther Dipl.-Ing. Weichhard
Jens Hensel
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KUKA Systems GmbH
Original Assignee
KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH
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Publication of EP0421167A2 publication Critical patent/EP0421167A2/de
Publication of EP0421167A3 publication Critical patent/EP0421167A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H3/00—Separating articles from piles
    • B65H3/22—Separating articles from piles by needles or the like engaging the articles

Definitions

  • the invention relates to methods and gripper devices for picking up, transporting and depositing flat workpieces made of textile material, plastic or other materials that can be grasped by means of needles, which have needle grippers that can be moved by a handling device, the needles of which are inclined in groups and in mutually diverging directions Workpiece can be inserted for the purpose of capturing and transporting it.
  • Needle grippers of this type are known from DE-GM 88 11 030. Two needle bars are arranged so that they can be moved diagonally to the vertical in a housing. Each needle bar carries needles arranged congruently to the travel axis on its outer surface, the travel axes of both needle bars being arranged in opposite directions with respect to the vertical.
  • the invention is based on the use of these known needle grippers and sets itself the task of being able to grasp, move and store flat workpieces made of textile material, plastic or other materials that can be grasped with such needles, so that even with complicated spatial conditions that are free Movement of the workpiece are a hindrance, a fast and roadworthy way of working is made possible.
  • An alternative of this method is that the workpiece is first gripped and raised at its one edge with a first group of needle grippers, whereupon the gripper group is moved with the gripped edge to the opposite edge of the workpiece which grips with a second group of needle grippers and is raised, after which the workpiece is transported while maintaining its loop-shaped hanging position.
  • a device of the invention that carries out this method is characterized in that the individual needle gripper (2) is directly or indirectly pivotally or pivotably connected to the hand (4) of an industrial robot (5) and from a receptacle parallel to the workpiece (1) - or dispensing position is motor-adjustable in a swiveling position that reduces the workpiece base area, in which the workpiece (1) is transported and deposited.
  • the needle grippers are placed in a parallel position and brought into the gripping position. This makes it possible to lift the individual workpiece from its base or from the next workpiece.
  • the transport of the workpiece to the delivery point should not take place while maintaining the flat position of the workpiece, but it is provided that at least partial areas of the workpiece are pivoted up or down from their flat position, so that they take up a smaller footprint in the transported state.
  • the advantage of this measure is that the workpiece deformed in this way can be passed through openings whose cross sections are smaller than are the dimensions of the flat workpiece.
  • the handling of the workpieces according to the invention achieves the advantage that the load of the workpieces can be absorbed more easily during transport because the base area of the workpieces is significantly reduced by the pivoting. This also improves the ability of the needle grippers to hold the workpiece because the workpiece is gripped by the needle grippers in a more or less vertical position, the needles projecting upward in this position having a particularly secure holding function.
  • Claims 9 to 12 show an independent variant of the invention, in which a rod-like carrier for groups of needle grippers is connected to the hand of the industrial robot and can be rotated or pivoted together with it.
  • the individual needle gripper is therefore no longer arranged on a handlebar, but takes part in the rotating or swiveling movement of the hand of the industrial robot or the rod-like carrier. This makes it possible to first grasp a flat workpiece in one edge region, then to perform an arcuate movement of the gripped workpiece part in order to then grasp the other edge of the workpiece.
  • the workpiece captured in this way envelops the rod-like carrier with the needle grippers to a certain extent, which opens up the possibility of transporting the workpiece held in this way along the carrier axis and thus even of passing the workpiece carrier through small-area openings.
  • the application of the invention is not limited to automotive engineering. There are numerous application examples for inserting flat workpieces in housing-like components, such as. B. lining machine housings with insulating material for the purpose of vibration and noise damping.
  • a workpiece (1) is shown in plan. This is a cut that differs from the rectangular shape through various cuts. This forms partial areas (9) which can be swiveled up or down in different directions about imaginary swivel axes (10).
  • a workpiece can be, for example, the floor covering for a trunk of a motor vehicle.
  • the material of the workpiece mostly consists of textiles; but plastics or other materials that can be gripped by needles can also be used.
  • the frame (6) covers with its handlebars (7) and the needle grippers (2) over a large area the spread flat workpiece (1) and is brought up to the workpiece with its needle grippers (2) in such a way that the needle grippers (2) have a parallel position Take in the workpiece (1).
  • a position is shown, for example, in FIG. 3 for a single needle gripper which, in the inclined position with respect to the vertical, relative to the workpiece surface (1), has adjustable needles (3) which have angular positions and adjustment axes which are offset from the vertical.
  • FIG. 4 shows the extended position of the individual needles (3), which thus penetrate the workpiece (1) at an angle. If you lift the needle gripper (2) in this position shown in Fig. 4, the workpiece (1) or the detected portion (9) of the workpiece is lifted by the needle gripper (2) without the workpiece (1) being able to slide off the needles (3).
  • Fig. 6 shows the workpiece (1) in its transportable position, wherein it can be seen that the handlebars (7) are pivoted into an upright position around the pivot bearing (8) and thus have taken part (9) of the workpiece (1) .
  • a part of an industrial robot is symbolically shown, which holds the hand (4) to which the frame-shaped frame (6) is attached.
  • a workpiece (1) deformed in this way can be inserted, for example, from above through an opening into a trunk of a motor vehicle, the opening of which is smaller than the base area of the spread workpiece (1).
  • the handlebars (7) are pivoted back into the position that is required for pressing or gluing the workpiece to counter surfaces.
  • the invention also includes the reversal of the movement measure described above. It is then conceivable to grasp the center of the workpiece (1) with the hand (4) of the industrial robot or with a central surface of the frame (6) by means of needle grippers. 7) connected Needle grippers (2) can also be detected.
  • the workpiece (1) When lifting the hand (4) of the industrial robot, the workpiece (1) is first moved upwards in its flat position, after which the handlebars (7) can pivot downward, so that the workpiece (1), which is held in its central area how a bell-shaped hood can be transported.
  • This measure is particularly suitable when the workpiece (1) is to be used to encase a body which rises in the form of a stamp.
  • FIG. 5 shows a variant of FIG. 1, from which it can be seen that the handlebars (7) can be pivotally mounted on the frame (6) about mutually oblique axes.
  • the workpiece (1) accordingly has inclined swivel axes (10) for the partial areas (9).
  • correspondingly inclined cantilever arms (11) are attached to the frame (6), which carry the pivot bearings (8) for the handlebars (7).
  • swivel motors (12) are fastened, on the motor pin of which the links (7) are arranged.
  • the handlebar (7) can thus be pivoted in a simple manner via the correspondingly held motor (12).
  • stops (13) are provided on the extension arm (11) or on the frame (6).
  • the handlebars (7) telescopically.
  • FIG. 8 An example of this is shown schematically in FIG. 8, according to which the handlebar (7) is designed in the manner of a telescope (15), one part of which with the needle gripper (2) and the other part with the axis (14) of the pivot bearing (8 ) connected is. Between the two parts acts a spring (16), which moves the handlebar parts (7) back to their starting position as soon as the external force on the telescope (15) decreases.
  • An additional guide rod (24) can be used to prevent the needle gripper (2) from rotating.
  • Such a telescope arrangement can also compensate for dimensional differences that can often occur with different types of vehicles.
  • FIG. 7 a variant is shown in which the workpiece (1) with the help of paired links (7) from the flat position according to FIGS. 2 and 5 into a frame (6) and the links ( 7) enveloping position can be brought according to FIG. 7.
  • Such an arrangement proves to be expedient if the workpiece (1) is to take up as little space as possible for transport and is to be moved, for example, through a relatively small opening.
  • the hand (4) of the industrial robot (5) is then designed such that it can be moved practically perpendicular to the plane of the drawing with the workpiece (1) enveloping it.
  • FIGS. 9 and 10 has an independent inventive character and is therefore patent-independent of the previously described embodiments.
  • Fig. 9 shows a commercial industrial robot (5) with one hand (4) with which a rod-like support (17) is connected, for example screwed.
  • This rod-like carrier (17) thus takes part in the movement of the hand (4) and it can thus be rotated about the axis of the hand (4), pivoted about the axis of the hand (4) and with the hand (4) according to the other Movements of the industrial robot can be moved.
  • the needle gripper group (19) On the rod-like carrier (17) there are two needle gripper groups (18, 19), which are rotationally offset in their direction of action about the axis of rotation of the rod-like carrier (17), as can be seen, for example, from FIG. 11.
  • the needle gripper group (19) is about to grasp the edge region (22) of the workpiece (1).
  • the needles of this needle gripper group (19) are directed downwards against the workpiece (1).
  • the other needle gripper group (18) points with its needles upwards or to one side and is therefore not involved in gripping the edge region (22) of the workpiece (1).
  • the needle gripper group (19) In position A, the needle gripper group (19) is parallel to the workpiece (1) or to its edge area (22) and is able to grasp the workpiece (1) at this point.
  • the hand (4) of the industrial robot (5) is then lifted with the rod-like support (17) and moved in the direction of position B for detecting the other edge area (23) of the workpiece (1).
  • the rod-like carrier (17) is rotated by hand (4) about its longitudinal axis, to such an extent that the previously uninvolved needle gripper group (18) is in the parallel position to the edge region (23) of the workpiece (1) reached.
  • the previously detected edge area (22) of the workpiece (1) is taken along to form a curvature, so that the rod-like support (17) is enveloped by the workpiece (1) at a distance.
  • the rod-like carrier (17) is encased approximately in a U-shape after the second edge region (23) of the workpiece (1) has been detected.
  • the hand (4) of the workpiece carrier is pivoted about its own hinge axis into position C and also moved into position D towards a vehicle (20) in such a way that the rod-like carrier (17) with the workpiece (1) held by the needle gripper groups (18, 19) through the side door opening (21) of a vehicle (20).
  • This insertion of the workpiece (1) is controlled so that one edge region (22 or 23) of the workpiece (1) is brought into the end position determined for support.
  • the assigned needle gripper group (18 or 19) is released so that the assigned edge area (22 or 23) comes to rest against the vehicle floor parts.

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Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit Verfahren und Greifervorrichtungen, um biegeschlaffe flächige Werkstücke (1) aus textilem Material, Kunststoff oder sonstigen mittels Nadeln (3) erfaßbaren Werkstoffen aufnehmen, transportieren und absetzen zu können. Um solche Werkstücke (1) auch bei komplizierten Raumverhältnissen schnell und sicner hantieren zu können, werden Nadelgreifer (2) mittels einer Handhabungsvorrichtung (5) in eine zum Werkstück (1) parallele Lage und nach Erfassen des Werkstückes (1) in eine die Werkstückgrundfläche reduzierende andere Lage gebracht, in der das Werkstück (1) eine etwa schlaufenartige Form einnimmt, in welcher Lage das Transportieren und Absetzen des Werkstückes (1) erfolgt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Greifervorrichtungen zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen von flächigen Werkstücken aus textilem Material, Kunststoff oder aus sonstigen, mittels Nadeln erfaßbaren Werkstoffen, welche durch eine Handhabungsvorrichtung bewegbare Nadelgreifer aufweist, deren Nadeln gruppenweise und in voneinander wegstrebenden Richtungen schräg in das Werkstück zum Zweck dessen Erfassens und Transportierens einführbar sind.
  • Nadelgreifer dieser Art sind durch das DE-GM 88 11 030 bekannt. In einem Gehäuse sind zwei Nadelleisten schräg zur Senkrechten verfahrbar angeordnet. Jede Nadelleiste trägt an ihrer Außenfläche kongruent zur Verfahrachse angeordnete Nadeln, wobei die Verfahrachsen beider Nadelleisten, bezogen auf die Senkrechte, gegensinnig angeordnet sind.
  • Die Erfindung geht von der Anwendung dieser bekannten Nadelgreifer aus und setzt sich zur Aufgabe, flächige Werkstücke aus textilem Material, Kunststoff oder aus sontigen mit solchen Nadeln erfaßbaren Werkstoffen so maschinell greifen, versetzen und ablegen zu können, daß auch bei komplizierten Raumverhältnissen, die einer freien Bewegung des Werkstückes hinderlich sind, eine schnelle und verkehrssichere Arbeitsweise ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, wonach die einzelnen Nadelgreifer in eine zum Werkstück parallele Lage zum Aufnehmen oder Abgeben des Werkstückes gebracht werden und nach Erfassen des Werkstückes in eine die Werkstückgrundfläche reduzierende andere Lage versetzt werden, in welcher das Transportieren und Absetzen des Werkstückes erfolgt.
  • Eine Alternative dieses Verfahrens besteht darin, daß das Werkstück mit einer ersten Gruppe von Nadelgreifern zunächst an seinem einen Rand erfaßt und angehoben wird, woraufhin die Nadelgreifergruppe mit dem erfaßten Rand zum gegenüberliegenden Rand des Werkstückes versetzt wird, der mit einer zweiten Gruppe von Nadelgreifern erfaßt und angehoben wird, wonach das Werkstück unter Beibehaltung seiner schlaufenförmigen hängenden Lage transportiert wird.
  • Eine diese Verfahren ausführende Vorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Nadelgreifer (2) mit der Hand (4) eines Industrie-Roboters (5) direkt oder indirekt dreh- bzw. schwenkbar verbunden und aus einer zum Werkstück (1) parallelen Aufnahme- bzw. Abgabelage in eine die Werkstückgrundfläche reduzierende Schwenklage motorisch verstellbar ist, in welcher das Transportieren und Absetzen des Werkstückes (1) erfolgt.
  • Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Werkstücke entweder einzeln oder im Stapel zum Ergreifen angeboten werden. Deshalb werden die Nadelgreifer in einer dazu parallelen Lage angesetzt und in die Erfaßstellung gebracht. Dadurch wird es möglich, das einzelne Werkstück von seiner Unterlage oder vom nächstfolgenden Werkstück abzuheben. Der Transport des Werkstückes zur Abgabestelle soll jedoch nicht unter Beibehaltung der ebenen Lage des Werkstückes erfolgen, sondern es ist vorgesehen, daß mindestens Teilbereiche des Werkstückes aus ihrer ebenen Lage nach oben oder unten abgeschwenkt werden, so daß sie im transportierten Zustand eine kleinere Grundfläche einnehmen. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß das in dieser Weise verformte Werkstück durch Öffnungen hindurchgeführt werden kann, deren Querschnitte kleiner als die Ausmaße des ebenen Werkstückes sind.
  • Als Beispiel für eine solche Hantiermaßnahme sei das automatische Einsetzen der Bodenbeläge in die Karosserien von Kraftfahrzeugen erwähnt, beispielsweise in den Kofferraum einerseits und andererseits in den Fahrgastraum. Es wäre nicht möglich, den Bodenbelagzuschnitt in seiner ebenen Erstreckung in diese Räume einzusetzen, weil die Türausschnitte für den Kofferraum und den Fahrgastraum schmäler als die Breite der Bodenbeläge sind. Zum anderen wird durch das erfindungsgemäße Hantieren der Werkstücke der Vorteil erreicht, daß die Last der Werkstücke beim Transport leichter aufgenommen werden kann, weil die Grundfläche der Werkstücke durch das Verschwenken wesentlich reduziert ist. Damit ist auch eine verbesserte Haltefähigkeit der Nadelgreifer am Werkstück erreicht, weil das Werkstück in einer mehr oder weniger vertikalen Lage von den Nadelgreifern erfaßt ist, wobei die in dieser Lage nach oben ragenden Nadeln eine besonders sichere Haltefunktion besitzen.
  • Es ist zwar durch das DE-GM 7 640 840 bekannt, Nadelgreifer an schwenkbar gelagerten Hebeln gelenkig anzuordnen. Bei diesem Stand der Technik weisen jedoch die Nadeln eine zur Fläche des zu erfassenden Werkstückes senkrechte Lage auf. Die Schwenkverstellung der Hebel nach Art eines Parallelogramm-Lenkers hat die Aufgabe, das Werkstück, in welches die Nadeln eingetaucht sind, längs seiner Ebene zu strecken, um damit den Nadeln einen festen Widerstand zu geben, der zum Transport des Werkstückes erforderlich ist. Die Nadeln bleiben dabei in ihrer senkrechten Stellung, weshalb nicht mit Sicherheit vermieden werden kann, daß das Werkstück von den Nadeln abgleitet, wobei außerdem zu bedenken ist, daß das Werkstück auf Zug belastet wird und damit leicht beschädigt werden kann.
  • In den Unteransprüchen sind vorteile Ausgestaltungen der erfinderischen Lehre aufgezeigt, wobei die Ansprüche 4 bis 8 davon ausgehen, daß mit der Hand des Industrie-Roboters ein Gestell fest verbunden wird, an dem die Nadelgreifer tragende Lenker schwenkbar gelagert und motorisch drehverstellbar sind.
  • Mit den Ansprüchen 9 bis 12 wird eine davon unabhängige Variante der Erfindung aufgezeigt, bei der ein stangenartiger Träger für Gruppen von Nadelgreifern mit der Hand des Industrie-Roboters verbunden und gemeinsam mit ihr verdrehbar oder verschwenkbar ist. Der einzelne Nadelgreifer ist somit nicht mehr an einem Lenker angeordnet, sondern nimmt an der Dreh- bzw. Schwenkbewegung der Hand des Industrie-Roboters bzw. des stangenartigen Trägers teil. Damit wird es möglich, ein flächiges Werkstück zunächst im einen Randbereich zu erfassen, daraufhin eine bogenförmige Bewegung des erfaßten Werkstückteiles vorzunehmen, um daraufhin den anderen Rand des Werkstückes zu erfassen. Das so erfaßte Werkstück umhüllt gewissermaßen den stangenartigen Träger mit den Nadelgreifern, was die Möglichkeit eröffnet, den Transport des so gehaltenen Werkstückes längs der Trägerachse vorzunehmen und damit selbst durch kleinflächige Öffnungen den Werkstückträger hindurch zu gelangen.
  • Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Kraftfahrzeugtechnik beschränkt. Es gibt zahlreiche Anwendungsbeispiele zum Einsetzen flächiger Werkstücke in gehäuseartige Bauteile, wie z. B. das Auskleiden von Maschinengehäusen mit Isoliermaterial zum Zwecke der Schwingungs- und Geräuschdämpfung.
  • Diese und weitere Erläuterungen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1: eine Draufsicht auf ein von einer Hand eines Industrie-Roboters gehaltenen Gestells mit daran schwenkbar gelagerten Nadelgreifern,
    • Fig. 2: einen Vertikalschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 1 längs der Linie II-II,
    • Fig. 3 und 4: schematische Seitenansichten einzelner Nadelgreifer in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen,
    • Fig. 5: eine Draufsicht auf ein rahmenartiges Gestell gemäß Fig. 1 in einer Variante,
    • Fig. 6 und 7: Seitenansichten von schwenkbar gelagerten Nadelgreifern in verschiedenen Arbeitsstellungen,
    • Fig. 8: eine Seitenansicht eines teleskopartigen Lenkers für die Nadelgreifer aus der Sicht der Linie VIII-VIII in Fig. 5 in vergrößerter Darstellung,
    • Fig. 9: eine Seitenansicht eines Industrie-Roboters mit einem von diesem gehaltenen stangenartigen Träger,
    • Fig. 10: eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 9 in verschiedenen Arbeitsstellungen des Industrie-Roboters und
    • Fig. 11: eine Vorderansicht auf den stangenartigen Träger gemäß Pfeil X in Fig. 9.
  • Im Ausführungsbespiel der Fig. 1 ist ein Werkstück (1) im Grundriß dargestellt. Dabei handelt es sich um einen Zuschnitt, der von der Rechteckform durch verschiedene Einschnitte abweicht. Dadurch sind Teilbereiche (9) gebildet, die um gedachte Schwenkachsen (10) in verschiedenen Richtungen hoch- oder abschwenkbar sind. Bei einem solchen Werkstück kann es sich beispielsweise um den Bodenbelag für einen Kofferraum eines Kraftfahrzeuges handeln. Es ist aber auch ebenso gut denkbar, das Werkstück (1) zum Auskleiden der Innenflächen eines quaderförmigen Gehäuses einzusetzen.
  • Das Material des Werkstückes besteht meistens aus Textilien; es können aber auch Kunststoffe oder sonstige, von Nadeln erfaßbare Werkstoffe verwendet werden.
  • Mit (4) ist ganz schematisch die Hand eines Industrie-Roboters bezeichnet, an der ein Gestell (6) befestigt ist, welches einen rahmenartigen Charakter besitzt. An diesem Gestell (6) befinden sich Schwenklager (8) zur drehbaren Lagerung von Lenkern (7), die an ihrem freien Ende Nadelgreifer (2) tragen. Die Lenker (7) sind motorisch drehverstellbar.
  • Das Gestell (6) überdeckt mit seinen Lenkern (7) und den Nadelgreifern (2) großflächig das ausgebreitete flächige Werkstück (1) und wird mit seinen Nadelgreifern (2) so an das Werkstück herangebracht, daß die Nadelgreifer (2) eine parellele Lage zum Werkstück (1) einnehmen. Eine solche Lage ist beispielsweise in Fig. 3 für einen einzelnen Nadelgreifer gezeigt, der in der Schrägstellung zur Senkrechten, bezogen auf die Werkstückfläche (1), verstellbare Nadeln (3) aufweist, die zur Senkrechten versetzte Winkellagen und Verstellachsen aufweisen. Im Beispiel der Fig. 4 ist die ausgefahrene Stellung der einzelnen Nadeln (3) gezeigt, die somit schräg in das Werkstück (1) eindringen. Hebt man den Nadelgreifer (2) in dieser in Fig. 4 gezeigten Stellung an, so wird das Werkstück (1) bzw. der erfaßte Teilbereich (9) des Werkstückes von Nadelgreifer (2) mit angehoben, ohne daß das Werkstück (1) von den Nadeln (3) abgleiten kann.
  • Diese Darstellungen in Figuren 3 und 4 sind lediglich symbolischer Natur. Anstelle einzelner Nadeln (3) können Nadelpaare vorgesehen werden. Es ist aber auch möglich, Nadelgreifer (2) entsprechend dem vorveröffentlichten DE-GM 88 11 030.8 auszubilden. Es ist daher nicht erforderlich, die Gestaltung und Funktion der erfindungsgemäßen Nadelgreifer (2) näher zu erläutern.
  • Die Fig. 6 zeigt das Werkstück (1) in seiner transportfähigen Stellung, wobei erkennbar ist, daß die Lenker (7) in eine aufrechte Lage um die Schwenklager (8) geschwenkt sind und damit Teilbereiche (9) des Werkstückes (1) mitgenommen haben. Mit (5) ist symbolisch ein Teil eines Industrie-Roboters gezeigt, welcher die Hand (4) hält, an welcher das rahmenförmige Gestell (6) befestigt ist.
  • Ein so verformtes Werkstück (1) läßt sich beispielsweise von oben her durch eine Öffnung in einen Kofferraum eines Kraftfahrzeuges einsetzen, dessen Öffnung kleiner als die Grundfläche des ausgebreiteten Werkstückes (1) ist. Nachdem das Werkstück (1) auf dem Boden des Kofferraumes aufliegt, werden die Lenker (7) in diejenige Lage zurückgeschwenkt, die für das Andrücken bzw. Verkleben des Werkstückes an Gegenflächen benötigt wird.
  • Die Erfindung umfaßt auch die Umkehr der oben geschilderten Bewegungsmaßnahme. Danach ist es denkbar, mit der Hand (4) des Industrie-Roboters oder mit einer zentralen Fläche des Gestelles (6) das Zentrum des Werkstückes (1) mittels Nadelgreifern zu erfassen, wobei zusätzlich die Teilbereiche (9) von den mit den Lenkern (7) verbundenen Nadelgreifern (2) ebenfalls erfaßt werden. Beim Anheben der Hand (4) des Industrie-Roboters wird das Werkstück (1) zunächst in seiner ebenen Lage aufwärts bewegt, wonach die Lenker (7) abwärts schwenken können, so daß das Werkstück (1), das in seinem zentralen Bereich gehalten ist, wie eine glockenförmige Haube transportiert werden kann. Diese Maßnahme eignet sich besonders dann, wenn das Werkstück (1) zur Umkleidung eines stempelförmig aufragenden Körpers verwendet werden soll.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 zeigt eine Variante zur Fig. 1, woraus erkennbar ist, daß die Lenker (7) um zueinander schräge Achsen am Gestell (6) schwenkbar gelagert werden können. Das Werkstück (1) weist demgemäß schräge Schwenkachsen (10) für die Teilbereiche (9) auf. Zu diesem Zweck sind am Gestell (6) entsprechend schräg gerichtete Auslegerarme (11) befestigt, welche die Schwenklager (8) für die Lenker (7) tragen. In diesen Schwenklagern (8) sind Schwenkmotoren (12) befestigt, an deren Motorzapfen die Lenker (7) angeordnet sind. Auf einfache Weise kann somit der Lenker (7) über den entsprechend gehaltenen Motor (12) verschwenkt werden. Zur Begrenzung des Schwenkwinkels sind Anschläge (13) am Auslegerarm (11) bzw. am Gestell (6) vorgesehen.
  • Weil die Drehachse der Lenker (7) meistens nicht mit der ungefähren Schwenkachse (10) des zu bewegenden Teilbereichs (9) des Werkstückes (1) übereinstimmt, können sich zwischen dem Werkstück (1) und dem vom Lenker (7) gehaltenen Nadelgreifer (2) während der Schwenkbewegung Zwängungen ergeben. Um diese nachteiligen Wirkungen zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Lenker (7) teleskopartig auszubilden. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 8 schematisch dargestellt, wonach der Lenker (7) nach Art eines Teleskops (15) ausgebildet ist, dessen eines Teil mit dem Nadelgreifer (2) und dessen anderes Teil mit der Achse (14) des Schwenklagers (8) verbunden ist. Zwischen beiden Teilen wirkt eine Feder (16), welche die Lenkerteile (7) wieder in ihre Ausgangslage zurückbewegt, sobald die von außen wirkende Kraft auf das Teleskop (15) nachläßt. Um eine Verdrehung des Nadelgreifers (2) zu vermeiden, kann eine zusätzliche Führungsstange (24) verwendet werden.
  • Eine solche Teleskopanordnung vermag auch Maßdifferenzen auszugleichen, die bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen oftmals auftreten können.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 6 und 7 ist eine Variante dargestellt, bei der das Werkstück (1) mit Hilfe von paarweise angeordneten Lenkern (7) aus der ebenen Stellung gemäß Fig. 2 und 5 in eine das Gestell (6) und die Lenker (7) umhüllenden Stellung gemäß Fig. 7 gebracht werden kann. Eine solche Anordnung erweist sich dann als zweckmäßig, wenn das Werkstück (1) für den Transport einen möglichst geringen Raum einnehmen soll und beispielsweise durch eine verhältnismäßig kleine Öffnung hindurchbewegt werden soll. Die Hand (4) des Industrie-Roboters (5) ist dann so gestaltet, daß sie praktisch senkrecht zur Zeichenebene mit dem sie einhüllenden Werkstück (1) verfahrbar ist.
  • Das Ausführungsbeispiel der Figuren 9 und 10 hat selbständigen Erfindungscharakter und ist daher von den vorher beschriebenen Ausführungsformen patentrechtlich unabhängig.
  • Die Fig. 9 zeigt einen verkehrsüblichen Industrie-Roboter (5) mit einer Hand (4), mit der ein stangenartiger Träger (17) verbunden, beispielsweise verschraubt, ist. Dieser stangenartige Träger (17) nimmt also an der Bewegung der Hand (4) teil und er kann somit um die Achse der Hand (4) verdreht, um die Gelenkachse der Hand (4) verschwenkt und mit der Hand (4) zufolge der anderen Bewegungsmöglichkeiten des Industrie-Roboters versetzt werden.
  • Am stangenartigen Träger (17) befinden Sich jeweils zwei Nadelgreifer-Gruppen (18,19), die in ihrer Wirkungsrichtung um die Drehachse des stangenartigen Trägers (17) drehversetzt sind, wie dies aus Fig. 11 beispielsweise hervorgeht. Wie aus dem Beispiel der Fig. 10 erkennbar, ist die Nadelgreifergruppe (19) im Begriff, den Randbereich (22) des Werkstückes (1) zu erfassen. Die Nadeln dieser Nadelgreifer-Gruppe (19) sind nach unten gegen das Werkstück (1) gerichtet. Die andere Nadelgreifer-Gruppe (18) weist mit ihren Nadeln nach oben oder nach einer Seite und ist daher am Erfassen des Randbereiches (22) des Werkstückes (1) nicht beteiligt. In der Stellung A liegt die Nadelgreifer-Gruppe (19) parallel zum Werkstück (1) bzw. zu dessen Randbereich (22) und ist in der Lage, das Werkstück (1) an dieser Stelle zu erfassen.
  • Die Hand (4) des Industrie-Roboters (5) wird danach mit dem stangenartigen Träger (17) angehoben und in Richtung zur Stellung B zur Erfassung des anderen Randbereiches (23) des Werkstückes (1) bewegt. Während dieser Versetzbewegung wird der stangenartige Träger (17) mit der Hand (4) um dessen Längsachse verdreht, und zwar so weit, daß die bisher unbeteiligte Nadelgreifer-Gruppe (18) in die parallele Lage zum Randbereich (23) des Werkstückes (1) gelangt. Während dieser Bewegung wird der vorher erfaßte Randbereich (22) des Werkstückes (1) unter Bildung einer Wölbung mitgenommen, so daß der stangenartige Träger (17) vom Werkstück (1) mit Abstand umhüllt wird. Wenn beispielsweise die beiden Nadelgreifer-Gruppen (18,19) im Winkel von 180° zueinander stehen, wird der stangenartige Träger (17) nach Erfassung des zweiten Randbereiches (23) des Werkstückes (1) etwa U-förmig umhüllt.
  • Aus dieser Stellung B wird die Hand (4) des Werkstückträgers um ihre eigene Gelenkachse in die Stellung C geschwenkt und außerdem in die Stellung D in Richtung zu einem Fahrzeug (20) versetzt, und zwar in der Weise, daß der stangenartige Träger (17) mit dem von den Nadelgreifer-Gruppen (18,19) gehaltenen Werkstück (1) durch die Seitentür-Öffnung (21) eines Fahrzeuges (20) in dieses eingesetzt werden kann. Dieses Einsetzen des Werkstückes (1) wird so gesteuert, daß der eine Randbereich (22 oder 23) des Werkstückes (1) in die zur Auflage bestimmte Endstellung gebracht wird. Dort wird die zugeordnete Nadelgreifer-Gruppe (18 oder 19) gelöst, so daß der zugeordnete Randbereich (22 oder 23) zur Anlage an den Fahrzeugbodenteilen gelangt. Daraufhin wird die Hand (4) mit dem stangenartigen Träger (17) seitlich versetzt und zugleich gedreht, bis die andere Nadelgreifer-Gruppe (18,19) den zugeordneten Randbereich (22,23) in die andere Endstellung des Werkstückes (1) am Fahrzeugboden gebracht hat. Dort wird dann die andere Nadelgreifer-Gruppe (18 oder 19) gelöst, wonach eine Ausfahrbewegung des stangenartigen Trägers (17) aus der Seitentür-Öffnung (21) des Fahrzeuges (20) erfolgen kann.
    • STÜCKLISTE
    • 1 Werkstück
    • 2 Nadelgreifer
    • 3 Nadel
    • 4 Hand des Industrie-Roboters
    • 5 Industrie-Roboter
    • 6 Gestell
    • 7 Lenker
    • 8 Schwenklager
    • 9 Teilbereich des Werkstückes
    • 10 ungefähre Schwenkachse
    • 11 Auslegerarm
    • 12 Schwenkmotor
    • 13 Anschlag
    • 14 Achse
    • 15 Teleskop
    • 16 Feder
    • 17 stangenartiger Träger
    • 18 Nadelgreifer-Gruppe
    • 19 Nadelgreifer-Gruppe
    • 20 Fahrzeug
    • 21 Seitentür-Öffnung
    • 22 Randbereich
    • 23 Randbereich
    • 24 Führungsstange
      Figure imgb0001

Claims (14)

1.) Verfahren zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen von flächigen Werkstücken (1) aus textilem Material, Kunststoff oder aus sonstigen mittels Nadeln erfaßbaren Werkstoffen, bei dem von einer Handhabungsvorrichtung gehaltene Nadelgreifer (2), deren Nadeln (3) gruppenweise und in voneinander wegstrebenden Richtungen angeordnet sowie bewegbar sind, in eine zum Werkstück (1) parallele Lage zum Aufnehmen bzw. Abgeben des Werkstückes (1) gebracht werden und bei dem die Nadelgreifer (2) nach Erfassen des Werkstückes (1) in eine die Werkstückgrundfläche reduzierende andere Lage versetzt werden, in welcher das Transportieren und Absetzen des Werkstückes (1) erfolgt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1) mit einer ersten Gruppe (19) von Nadelgreifern (2) zunächst an seinem einen Rand erfaßt und angehoben wird, woraufhin die Nadelgreifergruppe mit dem erfaßten Rand zum gegenüberliegenden Rand des Werkstückes (2) versetzt wird, der mit einer zweiten Gruppe (18) von Nadelgreifern (2) erfaßt und angehoben wird, wonach das Werkstück unter Beibehaltung seiner schlaufenförmigen hängenden Lage transportiert wird.
3.) Greifervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen von flächigen Werkstücken (1) aus textilem Material, Kunststoff oder aus sonstigen mittels Nadeln erfaßbaren Werkstoffen, welche durch eine Handhabungsvorrichtung (5) bewegbare Nadelgreifer (2) aufweist, deren Nadeln (3) gruppenweise und in voneinander wegstrebenden Richtungen schräg in das Werkstück (1) zum Zweck dessen Erfassens und Transportierens einführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Nadelgreifer (2) mit der Hand (4) eines Industrie-Roboters (5) direkt oder indirekt dreh- bzw. schwenkbar verbunden und aus einer zum Werkstück (1) parallelen Aufnahme- bzw. Abgabelage in eine die Werkstückgrundfläche reduzierende Schwenklage motorisch verstellbar ist, in welcher das Transportieren und Absetzen des Werkstückes (1) erfolgt.
4.) Greifervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Hand (4) des Industrie-Roboters (5) ein rahmenartiges Gestell (6) verbunden ist, an dem die Nadelgreifer (2) tragende Lenker (7) schwenkbar gelagert und motorisch drehverstellbar sind.
5.) Greifervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Gestell (6) seitlich auskragende Auslegerarme (11) angeordnet sind, in denen Schwenkmotore (12) für den Schwenkantrieb der Lenker (7) in einer zur Schwenkachse (10) des einzelnen Werkstück-Teilbereiches (9) ungefähr parallelen Lage gehalten sind.
6.) Greifervorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslegerarm (11) zugeordnete Anschläge (13) zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Lenkers (7) vorgesehen sind.
7.) Greifervorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Lenker (7) mit daran angeordneten Nadelgreifern (2) paarweise um zueinander parallele Achsen (14) schwenkbar gelagert und gegensinnig zueinander angetrieben sind, derart, daß das erfaßte Werkstück (1) hüllenartig um die Lenker (7) und deren Lagerung (8,12,14) bewegbar ist.
8.) Greifervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (7) teleskopartig (15) federnd ausgebildet sind.
9.) Greifervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen von flächigen Werkstücken (1) aus textilem Material, Kunststoff oder aus sonstigen mittels Nadeln erfaßbaren Werkstoffen, welche durch eine Handhabungsvorrichtung (5) bewegbare Nadelgreifer (2) aufweist, deren Nadeln (3) gruppenweise und in voneinander wegstrebenden Richtungen schräg in das Werkstück (1) zum Zweck dessen Erfassens und Transportierens einführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen (18,19) von Nadelgreifern (2) an einem stangenartigen Träger (17), der von der Hand (4) des Industrie-Roboters (5) gehalten und mit ihr drehbar bzw. schwenkbar ist, in verschiedenen Winkelstellungen angeordnet sind mit der Maßgabe, daß die eine Nadelgreifer-Gruppe (18) das Werkstück (1) am einen Randbereich (22) und die andere Gruppe (19) in einer verdrehten und verschwenkten Stellung des Trägers (17) am anderen Randbereich (23) erfaßt.
10.) Greifervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Nadelgreifer-Gruppen (18,19) gehaltene Werkstück (1) in einer den Träger (17) mindestens teilweise umhüllenden Lage längs der Trägerachse versetzbar ist.
11.) Greifervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkrichtungen der Nadelgreifer-Gruppen (18,19) zueinander versetzt sind.
12.) Greifervorrichtung nach Anspruch 9 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung zur Ausführung folgender Arbeitsschritte:
a) der Träger (17) wird mit einer Nadelgreifer-Gruppe in eine Parallellage zum Werkstück (1) in dessen einen Randbereich (22) gebracht, wo die Nadelgreifer-Gruppe (18) das Werkstück erfaßt,
b) der Träger (17) wird aus dieser Lage in Richtung zum anderen Werkstück-Randbereich (23) versetzt und gleichzeitig so weit um seine Achse verdreht, daß die andere Nadelgreifer-Gruppe (19) in Parallellage zum noch flachliegenden anderen Werkstück-Randbereich (23) gelangt und dort das Werkstück (1) erfaßt,
c) der Träger (17) wird mit dem erfaßten Werkstück (1) in eine zur Abgabe des Werkstückes (1) geeignete Lage entlang seiner Längsachse gebracht,
d) die eine Nadelgreifer-Gruppe (19) löst sich vom Werkstück (1),
e) der Träger (17) wird in die andere Ablageposition durch Versetzen und Verdrehen um seine Achse gebracht, wo die andere Nadelgreifer-Gruppe (18) sich vom Werkstück (1) löst.
13.) Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum automatischen Einsetzen des Bodenbelages (1) in den Kofferraum von Kraftfahrzeugen (20) ausgebildet ist.
14.) Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum automatischen Einsetzen des Bodenbelages (1) in den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen (20) ausgebildet ist.
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