EP1258448B1 - Bauteilgreifer in Baukastenausführung für grosse Blechteile - Google Patents
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- EP1258448B1 EP1258448B1 EP02006031A EP02006031A EP1258448B1 EP 1258448 B1 EP1258448 B1 EP 1258448B1 EP 02006031 A EP02006031 A EP 02006031A EP 02006031 A EP02006031 A EP 02006031A EP 1258448 B1 EP1258448 B1 EP 1258448B1
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Definitions
- the invention relates to a component gripper in a modular design, consisting of tubular parts by clamping blocks and knot pieces are joined together for large Sheet metal parts, in particular parts of motor vehicle bodies.
- a modular component gripper which is made in cross section square profile tubes is built.
- the profile tubes are perforated on all sides and are connected by T-connectors Profile tubes arranged at right angles to it.
- T-connectors Profile tubes arranged at right angles to it.
- In the Bores of all profile tubes are depending on the application straight or screwed elbows at their free ends directly or with the interposition of pipe brackets for power clamps or for stops or for sensors or Like. are clamped.
- On the longitudinal profile tubes a gripper connection is screwed in the middle.
- This modular Component gripper is only suitable for smaller sheet metal parts, because its own weight becomes too large for large sheet metal parts. at larger sheet metal parts is stiff for the required Inaccuracies are insufficient. (Brochure modular component grippers from HWR Maschinenbautechnik GmbH, Achim, FRS, sheet 25 and 26, 9/2000).
- Another known component gripper in modular design consists of a central boom, which is connected to a end coupling piece is connected to the robot hand.
- a central boom which is connected to a end coupling piece is connected to the robot hand.
- several clamp blocks clamped, which carry boom tubes.
- boom tubes are clamped on their arms wear free ends of adapters, e.g. Vacuum suction, Proximity switches or Venturi nozzles are attached.
- adapters e.g. Vacuum suction, Proximity switches or Venturi nozzles are attached.
- U.S. Patent 5,427,300 describes a laser welding station for joining a bodyshell. This will be on a rail-guided carriages moved into the laser welding station and fixed there. These are loosely attached to the bodyshell Sheet metal parts to be welded on are at overhead pivoted manipulators tensioned and in one kept exact location. Then the sheet metal parts by a laser welding device guided by a programmed robot welded to the bodyshell. Comparable component grippers are in this laser welding station unavailable.
- the object is achieved by the features of patent claim 1.
- the features of claims 2 and 3 are advantageous embodiments of the features of claim 1.
- the lattice mast made of pipes, which is triangular in cross-section, is known to be a support that is resistant to bending and torsion and has a low weight.
- the right-angled or diagonal lattice tubes are decisive for bending and torsional stiffness.
- a triangular lattice mast seen in cross section, consists of three longitudinal tubes 1; 2; 3. Two of the longitudinal tubes 1, 2 form the top of the lattice mast and are connected at intervals by welded, rectangularly arranged lattice tubes 4. Between each upper longitudinal tube 1, 2 and the lower longitudinal tube 3, grid tubes 5 are welded diagonally, at an alternating angle. On the top of the lattice mast, two coupling pieces 6 are welded to each of the two longitudinal tubes 1; 2 for connection to a transport device or transport robot (not shown). In addition, a sheet metal plate 7 is welded to the two upper longitudinal tubes 1, 2, on which valves and couplings for energy and control lines are arranged.
- three clamping blocks 8; 9; 10 are screwed to the longitudinal tubes 1; 2; 3, each of which carries a tube 11; 12; 13 predetermined in length from the desired position.
- the free ends of these three tubes 11; 12; 13 are combined by a knot piece 14 and form a boom.
- a tube bracket 15 is clamped in the node piece 14 and carries the receptacle for a gripper tool 16 on its horizontal leg. If two gripper tools 16, 17 are to be positioned at a short distance from one another, then a gripper tool 16 is received on a boom, as described above.
- the boom is formed from two tubes 18; 19 guided to the longitudinal tubes 2; 3 of the lattice mast.
- a tube 21 is guided to the node 14 of the other boom and stabilizes the boom consisting of two tubes 18; 19.
- Stops 22 are clamped to the lower longitudinal tube 3 by means of clamping blocks 23 and correspondingly shaped tube pieces 24.
- a proximity switch 25 is clamped to the lower tube 19 of a boom by means of a clamping block 26 and a straight tube 27.
- Clamping blocks 8; 9; 10 and node pieces 14; 20 are common purchased parts and are therefore not described in detail.
- the tools, suction cups, stops, switches, valves and the like that are used are commercially available parts. The arrangement of the control and power lines are not the subject of the invention and are therefore not described.
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Bauteilgreifer in Baukastenausführung,
bestehend aus rohrförmigen Teilen, die durch Klemmblöcke
und Knotenstücke miteinander verbunden sind, für große
Blechteile, insbesondere Teile von Kraftfahrzeugkarosserien.
Es ist ein modularer Bauteilgreifer bekannt, der aus im Querschnitt
quadratischen Profilrohren aufgebaut ist. Die Profilrohre
sind allseitig gelocht und werden durch T-Verbinder mit
rechtwinklig dazu angeordneten Profilrohren verbunden. In den
Bohrungen aller Profilrohre sind je nach Anwendungsfall
gerade oder Winkelrohre verschraubt, an deren freien Enden
direkt oder unter Zwischenschaltung von Rohrwinkeln Halter
für Kraftspanner oder für Anschläge oder für Sensoren oder
dgl. geklemmt sind. An den längs verlaufenden Profilrohren
ist mittig eine Greiferanbindung verschraubt. Dieser modulare
Bauteilgreifer ist nur für kleinere Blechteile geeignet, da
sein Eigengewicht für große Blechteile zu groß wird. Bei
größeren Blechteilen ist Steife für die erforderlichen
Genauigkeiten unzureichend. (Prospekt Modulare Bauteilgreifer
der Fa. HWR Maschinenbautechnik GmbH, Achim, FRS, Blatt 25
und 26, 9/2000).
Ein anderer bekannter Bauteilgreifer in Baukastenausführung
besteht aus einem zentralen Auslegerbaum, der mit einem
endseitigen Kupplungsstück mit der Roboterhand verbunden ist.
Auf dem zentralen Auslegerbaum sind, je nach Anwendungsfall,
mehrere Klemmblöcke verspannt, die Auslegerrohre tragen. An
den Auslegerrohren sind Schwenkarme geklemmt, die an ihren
freien Enden Adapter tragen, an denen z.B. Vakuumsauger,
Näherungsschalter oder Venturidüsen befestigt sind. Diese
Lösung ist nur für kleine, relativ leichte Werkstücke
geeignet, da die kraftschlüssigen Verbindungen nur mit hohem
Aufwand genau eingestellt werden können und sich nicht für
die übertragung größerer Lasten eignen. (Handbuch Flexible
Tooling der Fa. Bilsing Automation GmbH, Attendorn, Blatt
zwischen Seite 35 und 36, 1958).
Das US-Patent 5,427,300 beschreibt eine Laserschweißstation
für das Fügen einer Rohbau-Karosserie. Diese wird auf einem
schienengeführten Wagen in die Laserschweißstation eingefahren
und dort fixiert. Diese lose an der Rohbau-Karosserie gefügten
anzuschweißenden Blechteile werden durch am Overhead
schwenkbar gelagerte Manipulatoren gespannt und in einer
genauen Lage gehalten. Anschließend werden die Blechteile
durch eine von einem programmierten Roboter geführten Laserschweißvorrichtung
mit der Rohbau-Karosserie verschweißt.
Vergleichbare Bauteilgreifer sind in dieser Laserschweißstation
nicht vorhanden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Bauteilgreifer
in Baukastenausführung für große Blechteile zu
schaffen, der trotz seiner großen Dimension ein geringes
Eigengewicht hat, biege- und verwindungssteif ist und mit in
gleichem Maße biege- und verwindungssteifen Auslegern versehen
ist, die schnell und genau auf die geforderten Positionen
eingerichtet werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Merkmale der Patentansprüche 2 und 3 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Merkmale des Patentanspruches 1.
Der im Querschnitt dreieckige Gittermast aus Rohren ist bekanntermaßen ein biege- und verwindungssteifer Träger mit geringem Eigengewicht. Die rechtwinkligen oder diagonalen Gitterrohre sind maßgebend für Biege- und Verwindungssteife. An alle Rohre des Gittermastes werden als Ausleger mit Klemmblöcken oder Knotenstücken jeweils drei Rohrstücke geklemmt, deren freie Enden zu einem Knotenstück zusammengespannt sind. Im Knotenstück sind Zwischenstücke zur Aufnahme von Greifern, Saugern, Anschlägen oder dergleichen Bauteile geklemmt. Die vorgenannten Bauteile können auch unmittelbar im Knotenstück aufgenommen sein. Auch können die Rohrstücke der Ausleger an günstiger beliebiger Stelle Aufnahmen für Sensoren, Anschläge und dergleichen gering belasteter Bauteile geklemmt sein. Durch die konstruktiv festgelegte Länge der Rohrstücke eines Auslegers ist bereits vorab die genaue Position des Knotenstückes und damit die Lage des Greifers, Saugers oder dgl. bestimmt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Merkmale der Patentansprüche 2 und 3 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Merkmale des Patentanspruches 1.
Der im Querschnitt dreieckige Gittermast aus Rohren ist bekanntermaßen ein biege- und verwindungssteifer Träger mit geringem Eigengewicht. Die rechtwinkligen oder diagonalen Gitterrohre sind maßgebend für Biege- und Verwindungssteife. An alle Rohre des Gittermastes werden als Ausleger mit Klemmblöcken oder Knotenstücken jeweils drei Rohrstücke geklemmt, deren freie Enden zu einem Knotenstück zusammengespannt sind. Im Knotenstück sind Zwischenstücke zur Aufnahme von Greifern, Saugern, Anschlägen oder dergleichen Bauteile geklemmt. Die vorgenannten Bauteile können auch unmittelbar im Knotenstück aufgenommen sein. Auch können die Rohrstücke der Ausleger an günstiger beliebiger Stelle Aufnahmen für Sensoren, Anschläge und dergleichen gering belasteter Bauteile geklemmt sein. Durch die konstruktiv festgelegte Länge der Rohrstücke eines Auslegers ist bereits vorab die genaue Position des Knotenstückes und damit die Lage des Greifers, Saugers oder dgl. bestimmt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist perspektivisch in
der Zeichnung dargestellt.
Ein, im Querschnitt gesehen, dreieckiger Gittermast besteht aus drei Längsrohren 1;2;3. Zwei der Längsrohre 1;2 bilden die Oberseite des Gittermastes und sind in Abständen durch verschweißte, rechtwinklig angeordnete Gitterrohre 4 verbunden. Zwischen jedem oberen Längsrohr 1;2 und dem unteren Längsrohr 3 sind diagonal, unter wechselndem Winkel, Gitterrohre 5 angeschweißt. Auf der Oberseite des Gittermastes sind an den beiden Längsrohren 1;2 jeweils zwei Kupplungsstücke 6 zur Anbindung an ein nicht dargestelltes Transportgerät oder Transportroboter angeschweißt. Außerdem ist eine Blechplatte 7 auf die beiden oberen Längsrohre 1;2 geschweißt, auf der Ventile und Kupplungen für Energie- und Steuerleitungen angeordnet sind. An den vom Handling bestimmten Stellen sind an den Längsrohren 1;2;3 drei Klemmblöcke 8;9;10 verschraubt, die jeweils ein von der gewünschten Position in seiner Länge vorbestimmtes Rohr 11;12;13 tragen. Die freien Enden dieser drei Rohre 11;12;13 sind durch ein Knotenstück 14 zusammengefasst und bilden einen Ausleger. Im Knotenstück 14 ist ein Rohrwinkel 15 geklemmt, der auf seinem waagerechten Schenkel die Aufnahme für ein Greiferwerkzeug 16 trägt.
Sind zwei Greiferwerkzeuge 16;17 in geringem Abstand voneinander zu positionieren, so wird ein Greiferwerkzeug 16 an einem Ausleger, wie vorbeschreiben, aufgenommen. Für das zweite Greiferwerkzeug 17 wird der Ausleger aus zwei zu den Längsrohren 2;3 des Gittermastes geführten Rohren 18;19 gebildet. Vom Knotenstück 20 dieser beiden Rohre 18;19 ist ein Rohr 21 zum Knotenstück 14 des anderen Auslegers geführt und stabilisiert den aus zwei Rohren 18;19 bestehenden Ausleger.
Anschläge 22 sind mittels Klemmblöcken 23 und entsprechend geformten Rohrstücken 24 an das untere Längsrohr 3 geklemmt. Ein Näherungsschalter 25 ist mittels eines Klemmblockes 26 und einem geraden Rohr 27 an das untere Rohr 19 eines Auslegers geklemmt.
Klemmblöcke 8;9;10 und Knotenstücke 14;20 sind übliche Kaufteile und deshalb nicht näher beschrieben. Gleichfalls sind die zur Anwendung kommenden Werkzeuge, Sauger, Anschläge, Schalter, Ventile und dgl. handelsübliche Kaufteile.
Die Anordnung der Steuer- und Kraftleitungen sind nicht Gegenstand der Erfindung und deshalb nicht beschrieben.
Bei der Projektierung eines Bauteilgreifers für ein bestimmtes Werkstück sind für dessen Handling Anschlagpunkte, Greifund Messstellen vorgegeben. Zu diesen Positionen werden die Lagen der Klemmblöcke 8;9;10 an den Längsrohren 1;2;3 bestimmt. Für jeden Ausleger werden die Längen der drei Rohre 11;12;13 und die Maße des Rohrwinkels 15 berechnet. Bei der Montage dieser dann vorgefertigten oder ausgewählten Rohre 11;12;13 und Rohrwinkel 15 befindet sich das daran befestigte Werkzeug 16 sehr nahe seiner vorgeschriebenen Position und bedarf am Probewerkstück nur noch einer Feinjustage.
In gleicher Weise werden Anschläge, Ventile und Schalter am Gittermast oder am Ausleger positioniert.
Ein, im Querschnitt gesehen, dreieckiger Gittermast besteht aus drei Längsrohren 1;2;3. Zwei der Längsrohre 1;2 bilden die Oberseite des Gittermastes und sind in Abständen durch verschweißte, rechtwinklig angeordnete Gitterrohre 4 verbunden. Zwischen jedem oberen Längsrohr 1;2 und dem unteren Längsrohr 3 sind diagonal, unter wechselndem Winkel, Gitterrohre 5 angeschweißt. Auf der Oberseite des Gittermastes sind an den beiden Längsrohren 1;2 jeweils zwei Kupplungsstücke 6 zur Anbindung an ein nicht dargestelltes Transportgerät oder Transportroboter angeschweißt. Außerdem ist eine Blechplatte 7 auf die beiden oberen Längsrohre 1;2 geschweißt, auf der Ventile und Kupplungen für Energie- und Steuerleitungen angeordnet sind. An den vom Handling bestimmten Stellen sind an den Längsrohren 1;2;3 drei Klemmblöcke 8;9;10 verschraubt, die jeweils ein von der gewünschten Position in seiner Länge vorbestimmtes Rohr 11;12;13 tragen. Die freien Enden dieser drei Rohre 11;12;13 sind durch ein Knotenstück 14 zusammengefasst und bilden einen Ausleger. Im Knotenstück 14 ist ein Rohrwinkel 15 geklemmt, der auf seinem waagerechten Schenkel die Aufnahme für ein Greiferwerkzeug 16 trägt.
Sind zwei Greiferwerkzeuge 16;17 in geringem Abstand voneinander zu positionieren, so wird ein Greiferwerkzeug 16 an einem Ausleger, wie vorbeschreiben, aufgenommen. Für das zweite Greiferwerkzeug 17 wird der Ausleger aus zwei zu den Längsrohren 2;3 des Gittermastes geführten Rohren 18;19 gebildet. Vom Knotenstück 20 dieser beiden Rohre 18;19 ist ein Rohr 21 zum Knotenstück 14 des anderen Auslegers geführt und stabilisiert den aus zwei Rohren 18;19 bestehenden Ausleger.
Anschläge 22 sind mittels Klemmblöcken 23 und entsprechend geformten Rohrstücken 24 an das untere Längsrohr 3 geklemmt. Ein Näherungsschalter 25 ist mittels eines Klemmblockes 26 und einem geraden Rohr 27 an das untere Rohr 19 eines Auslegers geklemmt.
Klemmblöcke 8;9;10 und Knotenstücke 14;20 sind übliche Kaufteile und deshalb nicht näher beschrieben. Gleichfalls sind die zur Anwendung kommenden Werkzeuge, Sauger, Anschläge, Schalter, Ventile und dgl. handelsübliche Kaufteile.
Die Anordnung der Steuer- und Kraftleitungen sind nicht Gegenstand der Erfindung und deshalb nicht beschrieben.
Bei der Projektierung eines Bauteilgreifers für ein bestimmtes Werkstück sind für dessen Handling Anschlagpunkte, Greifund Messstellen vorgegeben. Zu diesen Positionen werden die Lagen der Klemmblöcke 8;9;10 an den Längsrohren 1;2;3 bestimmt. Für jeden Ausleger werden die Längen der drei Rohre 11;12;13 und die Maße des Rohrwinkels 15 berechnet. Bei der Montage dieser dann vorgefertigten oder ausgewählten Rohre 11;12;13 und Rohrwinkel 15 befindet sich das daran befestigte Werkzeug 16 sehr nahe seiner vorgeschriebenen Position und bedarf am Probewerkstück nur noch einer Feinjustage.
In gleicher Weise werden Anschläge, Ventile und Schalter am Gittermast oder am Ausleger positioniert.
- 1
- Längsrohr
- 2
- Längsrohr
- 3
- Längsrohr
- 4
- Gitterrohr
- 5
- Gitterrohr
- 6
- Kupplungsstück
- 7
- Blechplatte
- 8
- Klemmblock
- 9
- Klemmblock
- 10
- Klemmblock
- 11
- Rohr
- 12
- Rohr
- 13
- Rohr
- 14
- Knotenstück
- 15
- Rohrwinkel
- 16
- Greiferwerkzeug
- 17
- Greiferwerkzeug
- 18
- Rohr
- 19
- Rohr
- 20
- Knotenstück
- 21
- Rohr
- 22
- Anschlag
- 23
- Klemmblock
- 24
- Rohrstück
- 25
- Näherungsschalter
- 26
- Klemmblock
- 27
- Rohr
Claims (3)
- Bauteilgreifer in Baukastenausführung, bestehend aus rohrförmigen Teilen (1;2;3;11;12;13), die durch Klemmblöcke (8;9;10) und Knotenstücke (14;15) miteinander verbunden sind, für große Blechteile, insbesondere Teile von Kraftfahrzeugkarosserien,
dadurch gekennzeichnet, dass als Rahmen ein im Querschnitt dreieckiger Gittermast aus Rohren angeordnet ist, von denen zwei Längsrohre (1;2) oben liegen und ein oder mehrere Bauteile (4) zur Anbindung tragen; dessen eines Längsrohr (3) unten liegt und an alle Längsrohre (1;2;3) des Gittermastes als Ausleger mit Klemmblöcken (8;9;10) oder Knotenstücken (14;20) jeweils drei Rohrstücke (11;12;13) geklemmt sind, deren freie Enden zu einem Knotenstück (14;20) zusammengespannt sind, das Zwischenstücke (15;27) zur Aufnahme von Greifern (16;17), Saugern, Spannern, Anschlägen (22) und gleichartigen Bauelementen trägt. - Bauteilgreifer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden oberen Längsrohre (1;2) des Gittermastes durch rechtwinklig angeordnete Gitterrohre (4) und jedes obere Längsrohr (1;2) mit dem unteren Längsrohr (3) durch diagonal angeordnete Gitterrohre (5) verbunden sind. - Bauteilgreifer nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass an den Rohrstücken (19) der Ausleger mittels Knotenstücken (26) Rohrstücke (27) geklemmt sind, die an ihrem freien Ende Sensoren (25), Anschläge oder dergleichen gering belastete Bauteile tragen.
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- 2002-03-16 DE DE50200151T patent/DE50200151D1/de not_active Expired - Fee Related
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