DE3901655A1 - Tool system with changeable tool elements - Google Patents
Tool system with changeable tool elementsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeugsystem mit wechselbaren Werkzeugelementen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a tool system exchangeable tool elements according to the preamble of Claim 1.
Bei Werkzeugsystemen, die in Verbindung mit einem Indu strieroboter verwendet werden sollen, ist es Standard, an dem Industrieroboter, d.h. der Handhabungseinrichtung fest lediglich einen Werkzeug-Grundteil anzubringen. Mit Hilfe dieses Werkzeug-Grundteils wechselt der Industriero boter selbsttätig die für die jeweils durchzuführende Handhabungsaufgabe benötigten Elemente ein, bzw. legt die nicht mehr benötigten Elemente ab.For tool systems that in connection with an Indu strierobot to be used, it is standard to the industrial robot, i.e. the handling device to fix only a basic tool part. With With the help of this basic tool part, the industrial rode changes bot automatically for the one to be carried out Handling task required elements, or puts the elements that are no longer required.
Ein Beispiel für ein derartiges Werkzeugsystem ist ein Greifersystem, bei dem an einem Greifer-Grundteil unter schiedliche Greiferbacken, die auf die jeweils handzuha benden Teile zugeschnitten sind, anbringbar sind.An example of such a tool system is a Gripper system, in which on a base part of the gripper different gripper jaws, each on the hand zuha benden parts are cut, attachable.
Ein derartiges Werkzeugsystem ist in der EP 01 68 945 B1 beschrieben, von der im übrigen bei der Formulierung des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ausgegangen worden ist.Such a tool system is in EP 01 68 945 B1 described, by the way in the formulation of the The preamble of claim 1 has been assumed.
Bei diesem bekannten Werkzeugsystem weist jedes Werkzeug- Element ein konisches Teil auf, das beim Aufnehmen des Werkzeug-Elements in eine entsprechende Ausnehmung am Grundteil eingreift. Aufgrund dieser Ausbildung ist beim Wechseln der Werkzeug-Elemente eine Bewegungsumkehr des beispielsweise an einem Roboterarm angebrachten Grundteils erforderlich. Diese zum Aufnehmen und Absetzen erforderli che Bewegungsumkehr an einem bestimmten Punkt, der mög lichst positionierfehlerfrei angefahren werden sollte, bringt jedoch aufgrund der bei Industrierobotern üblichen Positionierungstoleranzen eine Reihe von Problemen mit sich:In this known tool system, each tool Element has a conical part that is attached when the Tool element in a corresponding recess on Base engages. Because of this training Changing the tool elements a reversal of the movement for example on a base part attached to a robot arm required. These are required for picking up and setting down che reversal of movement at a certain point that is possible should be approached without any positioning errors, brings however due to the usual with industrial robots Positioning tolerances involve a number of problems yourself:
Um das Werkzeug-Element in dem Halter "einzurasten", muß es gegen eine Gegenkraft an eine bestimmte Stelle über führt werden. Erreicht der Roboter diese Stelle nicht, wird das Werkzeug-Element nicht im Halter eingerastet. Fährt dagegen der Industrieroboter "zu weit", besteht die Gefahr, daß Teile des Werkzeugsystems durch das Anfahren gegen einen Anschlag beschädigt werden. Aber selbst wenn keine Beschädigungen auftreten, wird der Roboterarm durch die notwendigerweise auftretende Gegenkraft in seinem Bewegungsablauf gestört; dies ist eine der Ursachen für weitere Positionierfehler.To "snap" the tool element into the holder, you must it against a counterforce at a certain point leads. If the robot does not reach this point, the tool element is not snapped into the holder. If, on the other hand, the industrial robot drives "too far", there is Risk of parts of the tool system being hit by starting be damaged against a stop. But even if the robot arm is not damaged the necessary counterforce in his Movement sequence disturbed; this is one of the causes of further positioning errors.
Weiterhin ist es bei dem aus der EP 01 68 945 B1 bekannten Werkzeugsystem nicht möglich, elektrische und/oder pneuma tische Signale vom Grundteil zu den Werkzeugelementen zu übertragen, wie dies beispielsweise bei sog. Werkzeug- Wechselflanschen der Fall ist.It is also known from EP 01 68 945 B1 Tool system not possible, electrical and / or pneuma signals from the base part to the tool elements transferred, as is the case with so-called tool Interchangeable flanges is the case.
Bei Werkzeug-Wechselflanschen, die eine Signal-Übertragung gestatten, sind die einzelnen Werkzeug-Elemente in einem Halter nebeneinander angeordnet. Zum Aufnehmen verfährt der Industrieroboter über das jeweilige Werkzeugelement, senkt den Roboterarm mit dem daran angebrachten Grundteil ab, verriegelt das Werkzeug-Element an dem Grundteil und verfährt den Roboterarm zum jeweiligen Einsatzort. Zum Absetzen eines nicht mehr benötigten Elements wird entspre chend in umgekehrter Reihenfolge verfahren.With tool changeable flanges that transmit signals allow, the individual tool elements are in one Holders arranged side by side. Moves to record the industrial robot via the respective tool element, lowers the robot arm with the base attached to it off, locks the tool element on the base part and moves the robot arm to the respective location. To the Sending an element that is no longer needed will be done accordingly Proceed in the reverse order.
Da die heute gängigen Industrieroboter eine Punkt-zu- Punkt-Steuerung aufweisen, ist der zum Wechseln der Werk zeuge erforderliche Bewegungsablauf vergleichsweise auf wendig zu programmieren. Darüber hinaus nimmt der Bewe gungsablauf für das Wechseln der einzelnen Werkzeug-Ele mente verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch. Dies gilt auch für den gattungsgemäßen Stand der Technik.Since today's industrial robots have a point-to-point Having point control is the one to change the factory testify necessary movement sequence comparatively easy to program. In addition, the Bewe flow for changing the individual tool el Mente takes a relatively long time. this applies also for the generic state of the art.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Werkzeug system mit einem Werkzeug-Grundteil und daran angebrachten wechselbaren Werkzeug-Elementen derart weiterzubilden, daß die Aufnehm- und Absetzbewegung weiter vereinfacht wird, und daß sich das System optional auch dafür eignet, Signa le vom Grundteil zu den Werkzeug-Elementen zu übertragen.The invention has for its object a tool system with a tool base and attached to it exchangeable tool elements in such a way that the pick-up and set-down movement is further simplified, and that the system is optionally also suitable for Signa le to transfer from the base part to the tool elements.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.An inventive solution to this problem is with their Developments characterized in the claims.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, das Wechseln der Werkzeug-Elemente durch eine Bewegung ohne Bewegungs umkehr zu vollziehen; beim Stand der Technik ist dagegen wenigstens eine Bewegungsumkehr oder gar eine Bewegung in mehreren Richtungen erforderlich.The invention is based on the basic idea of changing the tool elements by moving without moving to repent; is against the prior art at least a reversal of movement or even a movement in multiple directions required.
Zur Realisierung dieses erfindungsgemäßen Grundgedankens sind das Werkzeug-Grundteil und die Werkzeug-Elemente so ausgebildet, daß das Entnehmen und Ablegen der Werkzeug- Elemente in an sich bekannter Weise durch eine Bewegung der Handhabungseinrichtung, also beispielsweise einer Roboterhand parallel zur Anlagefläche Werkzeug-Grundteil/- Elemente erfolgt. Erfindungsgemäß ist die Anlagefläche jedoch derart ausgebildet ist, daß das Ablegen und Aufneh men der wechselbaren Werkzeug-Elemente ohne Umkehr der Bewegungsrichtung des Grundteils erfolgen kann. To realize this basic idea according to the invention the basic tool part and the tool elements are like this trained that the removal and storage of the tool Elements in a manner known per se by movement the handling device, for example one Robot hand parallel to the contact surface of the tool base / Elements. According to the invention, the contact surface however, is designed such that the filing and picking up of the exchangeable tool elements without reversing the Direction of movement of the base part can take place.
Damit hat die erfindungsgemäße Ausbildung den Vorteil, daß nur eine einzige Bewegung ohne Bewegungsumkehr oder Ände rung der Bewegungsrichtung erforderlich ist; diese Bewe gung erfolgt so, daß die "Roboterhand" mit dem daran ange brachten Grundteil sozusagen über den Werkzeug-Halter "streift". Damit ist die bei dem erfindungsgemäßen Werk zeugsystem erforderliche Bewegung ohne großen Aufwand zu programmieren und nimmt darüber hinaus nur geringe Zeit in Anspruch, da die Roboterhand nicht auf die Geschwindigkeit "Null" abgebremst werden muß; vielmehr kann das Werkzeug beim "langsamen" Überfahren aufgenommen werden.Thus, the training according to the invention has the advantage that only one movement without reversing or changing movement direction of movement is required; this move tion is such that the "robot hand" with the attached brought base part over the tool holder, so to speak "grazes". This is the case with the work according to the invention tool system required movement without much effort program and also takes up little time Claim because the robotic hand is not on speed "Zero" must be braked; rather, the tool be recorded when driving "slowly".
Vor allem aber wirken Positionierfehler, die sich bei spielsweise durch Verlagerung des "Umkehrpunktes" der Bewegung bei dem bekannten gattungsgemäßen Werkzeugsystem äußern, sich nicht auf die Aufnehm- und Absetzbewegung aus, da die Roboterhand mit dem an ihr angebrachten Grund teil den Halter vollständig "überfährt".Above all, however, there are positioning errors that occur when for example by shifting the "turning point" of the Movement in the known generic tool system do not comment on the pick-up and set-down movement because the robot hand with the reason attached to it part of the holder completely "runs over".
Durch die Ausbildung des Verriegelungselements als trapez förmiger Stempel ist sichergestellt, daß eine sichere Ver riegelung erfolgt.By designing the locking element as a trapezoid shaped stamp ensures that a safe Ver locking takes place.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben:Further developments of the invention are in the subclaims specified:
Bevorzugt ist die Anlagefläche Grundteil/Werkzeug-Element derart ausgestaltet, daß sie keine einfache plane oder gekrümmte Fläche ist, sondern daß sie "Hinterschneidungen" aufweist, die insbesondere gemäß Anspruch 2 in Art einer Schwalbenschwanzführung ausgebildet sein können. Damit kann die Anlagefläche eine Führungs-, Zentrier- und Kraft übertragungsfunktion übernehmen. The contact surface is preferably the base part / tool element designed such that they are not a simple plane or curved surface, but that they are "undercuts" has, in particular according to claim 2 in the manner of a Dovetail guide can be formed. In order to the contact surface can be a guide, centering and force take over the transfer function.
Die Betätigung des Verriegelungselements kann im Prinzip beliebig, beispielsweise über Gestänge, Federvorspannung etc. erfolgen. Vorteilhaft ist jedoch die im Anspruch 3 gekennzeichnete Ausführung, bei der ein Pneumatik- oder Hydrauliksystem die Wirkverbindung zwischen Betätigungs element und Verriegelungselement herstellt, da hierdurch der Kraftaufwand beim Einsetzen und beim Entnehmen des Werkzeug-Elements minimiert wird.The actuation of the locking element can in principle any, for example via linkage, spring preload etc. done. However, it is advantageous that in claim 3 marked version, in which a pneumatic or Hydraulic system the operative connection between actuation element and locking element manufactures because of this the effort when inserting and removing the Tool element is minimized.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Werkzeugsystems ermög licht auch die leichte Übertragung von Informationen und/ oder Energie zwischen Grundteil und Werkzeug-Elementen:The inventive design of the tool system enables light also the easy transfer of information and / or energy between base part and tool elements:
Hierzu können gemäß Anspruch 4 im Stempel Signalübertra gungs-Stecker, die in entsprechend ausgebildete Gegenstec ker in der Ausnehmung in den Werkzeug-Elementen eingrei fen, oder gemäß Anspruch 5 am Grundteil wenigstens ein weiterer Stempel vorgesehen sein, in dem Signalübertra gungs-Stecker angeordnet sind, die in entsprechend ausge bildete Gegenstecker in den Werkzeug-Elementen eingreifen.For this purpose, according to claim 4 in the stamp signal transmission supply plug, which in correspondingly trained Gegenstec ker in the recess in the tool elements fen, or at least one according to claim 5 at the base additional stamps can be provided in the signal transmission supply plugs are arranged in the corresponding out formed mating connector to engage in the tool elements.
Im Anspruch 6 ist gekennzeichnet, daß der Werkzeug-Halter eine Reihe unterschiedlicher Werkzeug-Elemente aufnimmt. Sind dabei Werkzeuge, die nacheinander eingewechselt wer den sollen, hintereinander in Bewegungsrichtung der Robo terhand angeordnet, so kann das Absetzen des einen Werk zeugs und das Aufnehmen des nächsten Werkzeugs mit einer einzigen Bewegung des Roboterarms erfolgen.In claim 6 is characterized in that the tool holder accommodates a number of different tool elements. Are tools that are exchanged one after the other should, one behind the other in the direction of movement of the Robo arranged by hand, so the discontinuation of one work stuff and picking up the next tool with one single movement of the robot arm.
Im Anspruch 7 ist eine einfache Ausgestaltung der Nocken bahn angegeben.Claim 7 is a simple configuration of the cams path specified.
In jedem Falle ist es besonders bevorzugt, wenn die Werk zeug-Elemente ebenfalls Nocken aufweisen, da sie hierdurch in einfacher Weise im Halter geführt werden.In any case, it is particularly preferred if the plant Stuff elements also have cams, because of this be guided in the holder in a simple manner.
Der Führung der Werkzeug-Elemente im Halter dienen weiter hin die Zapfen bzw. Nutensteine, die gemäß Anspruch 9 vorgesehen sein können.The guidance of the tool elements in the holder continue to serve towards the tenons or sliding blocks, which according to claim 9 can be provided.
Die im Anspruch 10 gekennzeichnete Ausbildung ist beson ders bevorzugt, da durch die nachgiebige Lagerung der Nocken und/oder der Zapfen Positionierfehler oder derglei chen ausgeglichen werden können.The training characterized in claim 10 is special ders preferred because of the flexible storage of the Cam and / or the pin positioning error or the like Chen can be compensated.
Die im Anspruch 11 beanspruchte Ausbildung, bei der das Werkzeugsystem ein Greifersystem ist, stellt einen beson ders bevorzugten Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems dar: Gerade bei Greifern ergibt sich häu fig die Notwendigkeit, die Greiferbacken dem jeweils zu greifenden Werkstück anzupassen. Die eigentliche Greifer mechanik, die am Grundteil untergebracht ist, und die die Verbindungen zum Industrieroboter oder dergleichen auf weist, ist unabhängig von der Ausbildung der Greiferbacken jeweils gleich, so daß sich eine Aufteilung des Greifers in wechselbare Greiferbacken und ein fest am Industriero boter verbleibendes Grundteil anbietet. Durch die erfin dungsgemäße Ausbildung ist eine rasche Auswechselung der verschiedenen für eine spezielle Handhabungsaufgabe erfor derlichen Backen sichergestellt.The training claimed in claim 11, in which the Tool system is a gripper system, makes you special ders preferred application of the invention Tool system: Especially with grippers, this often results fig the need for the gripper jaws adapt gripping workpiece. The real gripper mechanics, which is housed on the base part, and which the Connections to the industrial robot or the like points, is independent of the design of the gripper jaws each the same, so that there is a division of the gripper in changeable gripper jaws and one firmly on the industrial roo bot offers the remaining basic part. By inventing Training according to the invention is a quick replacement of the various for a special handling task ensured cheeks.
Durch die im Anspruch 12 angegebene Weiterbildung ist gewährleistet, daß nicht unvollständig eingerastete Werk zeug-Elemente, also beispielsweise Greiferbacken aus dem Halter entnommen werden, so daß die Entnahmebewegung nur dann ausgeführt wird, wenn tatsächlich das Werkzeug-Ele ment korrekt aufgenommen ist.Due to the training specified in claim 12 ensures that work is not fully engaged stuff elements, for example gripper jaws from the Holders are removed so that the removal movement only is executed when the tool el ment is correctly recorded.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie ben, in der zeigen:The invention is illustrated below by means of an embodiment game described with reference to the drawing ben, in which show:
Fig. 1 bis 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Figs. 1 to 3 show a first embodiment of the invention, and
Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel. Fig. 4 shows a partial cross section through a second embodiment.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Werkzeug-Element 1 und einen Grundteil 2 eines ersten Ausführungsbeispiels. An dem Grundteil 2 ist ein mittels eines pneumatischen Verriegelungszylinders 3 betätigter trapezförmiger Ver riegelungsbolzen 4 angebracht, der in eine Verriegelungs mulde 5 in dem Werkzeug-Element 1 eingreift. Der Zylinder 3 steht über eine mittels eines Ventils 6 und eines Rück schlagventils 6.1 verschließbare Leitung mit einem nicht dargestellten Pneumatikreservoir in Verbindung. Zur Steue rung des Ventils 6 ist ein Betätigungselement in Form eines Nockens 8 vorgesehen, dessen Funktion weiter unten erläutert werden wird. Bei einer Unterbrechung der Druck luftversorgung sorgt das Rückschlagventil 6.1 dafür, daß die Haltkraft zwischen den Teilen 1 und 2 aufrechterhal ten bleibt. Fig. 1 shows a cross section through a tool element 1 and a base part 2 of a first embodiment. On the base part 2 is actuated by means of a pneumatic locking cylinder 3 trapezoidal locking bolt 4 Ver, which engages in a locking trough 5 in the tool element 1 . The cylinder 3 is connected via a valve 6 and a check valve 6.1 closable line with a pneumatic reservoir, not shown, in connection. To control the valve 6 , an actuating element in the form of a cam 8 is provided, the function of which will be explained below. If the compressed air supply is interrupted, the check valve 6.1 ensures that the holding force between parts 1 and 2 is maintained.
Die Anlagefläche 7 zwischen Grundteil 2 und Element 1, die Führungs-, Zentrier- und Kraftübertragungsfunktion hat, ist in Form einer Schwalbenschwanzführung mit "hinterschnitte nen Flächen ausgebildet".The contact surface 7 between base part 2 and element 1 , which has a guiding, centering and power transmission function, is designed in the form of a dovetail guide with "undercut surfaces".
Ferner ist mit 9 eine Pneumatikleitung bezeichnet, die zur Energieübertragung auf das Werkzeug-Element 1 dient. Dies soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläu tert werden. 9 also designates a pneumatic line which serves for the energy transfer to the tool element 1 . This will be explained in more detail below with reference to FIG. 2.
Fig. 2 zeigt vergrößert den Verriegelungsbolzen 4 im Ein griff in die Mulde 5. Dabei bezeichnet 10 eine Pneumatik leitung im Werkzeug-Element 1, die mit der Leitung 9 in Verbindung steht. Die Verbindungsstelle ist mittels eines O-Rings 11 abgedichtet. Ferner sind eine Signalübertra gungsleitung 12 dargestellt, die über eine entsprechende Kupplungsstelle 13 mit einer Gegenleitung im Bolzen 4 verbunden ist. Fig. 2 shows enlarged the locking bolt 4 in a handle in the trough 5th 10 denotes a pneumatic line in the tool element 1 , which is connected to the line 9 . The connection point is sealed by means of an O-ring 11 . Furthermore, a signal transmission line 12 is shown, which is connected via a corresponding coupling point 13 to a counter line in the bolt 4 .
Im folgenden soll die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher beschrieben werden:The mode of operation of the system according to the invention will be described in more detail below with reference to FIG. 3:
Ein nicht näher dargestellter Roboterarm 14 fährt mit einem pauschal mit dem Bezugszeichen 15 bezeichneten Werk zeug in einen Halter bzw. Magazin 17 ein. Dabei greifen Magazin-Aufnahmeelemente 16 in Gegenelemente am Magazin 17 ein. Über eine im Magazin befindliche Steuer- bzw. Schalt bahn wird über den Nocken 8 das Ventil 6 geschaltet. Das Werkzeug 15 wird im Magazin 17 auf Anschlag gefahren. Über die Schaltbahn wird das Ventil 6 betätigt, so daß der Pneumatikzylinder 3 aktiviert wird. Dadurch fährt der Verriegelungsbolzen 4 aus der Verriegelungsmulde 5 des Werkzeug-Elements 1 aus. Das Werkzeug wird abgelegt.A not shown robot arm 14 moves with a fixed price designated by the reference numeral 15 a work generating in a holder or magazine 17th In this case, magazine receiving elements 16 engage in counter elements on magazine 17 . Via a control or switching path located in the magazine, the valve 6 is switched via the cam 8 . The tool 15 is moved to the stop in the magazine 17 . The valve 6 is actuated via the switching path, so that the pneumatic cylinder 3 is activated. As a result, the locking bolt 4 extends out of the locking recess 5 of the tool element 1 . The tool is put down.
Zum Aufnehmen eines neuen Werkzeugs 18 fährt der Roboter 14 linear weiter. An der Position des Werkzeugs wird über eine Schaltbahn im Magazin das Ventil 6 über den Hebel 8 betätigt. Hierdurch fährt der Verriegelungskolben 4 wieder in die Verriegelungsmulde 5 des Unterteils 1 ein. Beim Einfahren wird das Werkzeug-Element 1 über die Zentrier wirkung des Bolzens 4 sowie die Formschrägen der Führung 7 genau zum Grundteil 2 positioniert. Bei der Schließbewe gung werden die Informations- (12) und Energieversor gungsleitungen (10) geschlossen.To pick up a new tool 18 , the robot 14 continues linearly. At the position of the tool, the valve 6 is actuated via the lever 8 via a switching path in the magazine. As a result, the locking piston 4 moves back into the locking recess 5 of the lower part 1 . When retracting the tool element 1 on the centering effect of the bolt 4 and the bevels of the guide 7 is positioned exactly to the base part 2 . During the closing movement, the information ( 12 ) and power supply lines ( 10 ) are closed.
Konstruktiv sind die Teile so ausgelegt, daß im geschlos senen Zustand der Verriegelungsbolzen 4 soweit in die Verriegelungsmulde 5 eindringen kann, daß ein bestimmtes Maß h auftritt. Diese Spaltbreite bzw. dieses Spiel ge währleistet, daß die federnd gelagerte Signalübertragung 13 funktioniert. Außerdem wird sichergestellt, daß der O- Ring 11 in der Pneumatikleitung 10 einwandfrei abdichtet. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, daß sowohl Energie- als auch die Versorgungsleitungen für die Sensorik durch den Verriegelungszylinder hindurchgeführt werden. Mach dem Verriegeln fährt der Roboter weiter in linearer Richtung aus dem Magazin.Structurally, the parts are designed so that in the closed state of the locking bolt 4 can penetrate into the locking recess 5 to such an extent that a certain dimension h occurs. This gap width or this game ensures that the spring-loaded signal transmission 13 works. It also ensures that the O-ring 11 seals properly in the pneumatic line 10 . It is particularly important here that both energy and the supply lines for the sensors are passed through the locking cylinder. After locking, the robot moves out of the magazine in a linear direction.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Werkzeugsystem, das hier als Greifersy stem mit zwei Greiferbacken 1′ und 1′′ ausgebildet ist, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel Schlauchgreifer sind. Dabei sind äquivalente Teile mit gleichen Bezugszei chen versehen. Fig. 4 shows a further embodiment of a tool system according to the invention, which is designed here as a Greifersy stem with two gripper jaws 1 'and 1 '', which are tubular grippers in the embodiment shown. Equivalent parts are provided with the same reference characters.
Die beiden Greifer 1′ und 1′′ sind an einem Grundteil 2 in der nachstehend näher beschriebenen Weise angebracht. Der Grundteil 2 weist zwei gegen Federkraft verschiebbar gela gerte Verriegelungselemente 4′ und 4′′ auf, die in dem in der Zeichnung dargestellten Zustand in entsprechende Aus nehmungen 5′ und 5′′ der Greiferbacken 1′ und 1′′ eingrei fen. Die Verriegelungselemente 4′ und 4′′ sind in etwa senkrecht zur Anlagefläche 7 Greiferbacken 1/Grundteil 2 verschiebbar und starr mit Nocken 8′ bzw. 8′′ verbunden. Mit den Nocken 8 liegt der Greifer auf Nockenbahnen 26′ und 26′′ eines Halters 17 auf. The two grippers 1 'and 1 ''are attached to a base part 2 in the manner described in more detail below. The base part 2 has two against spring force gela gerte locking elements 4 'and 4 '', which in the state shown in the drawing in corresponding recesses from 5 ' and 5 '' of the gripper jaws 1 'and 1 ''einrei fen. The locking elements 4 'and 4 ''are approximately perpendicular to the contact surface 7 gripper jaws 1 / base 2 slidably and rigidly connected to cams 8 ' and 8 ''. With the cam 8 , the gripper on cam tracks 26 'and 26 ''of a holder 17 .
Ferner weisen die Greiferbacken 1 Nocken 28′ und 28′′ auf, die bei dem in der Zeichnung dargestellten Zustand an der Unterseite der als Kulisse ausgebildeten Nockenbahnen 26 anliegen. Zusätzlich weist der Halter 17 Zapfen bzw. Nu tensteine 19 auf, die die Greiferbacken 1 zentrieren.Furthermore, the gripper jaws 1 cam 28 'and 28 '', which in the state shown in the drawing rest on the underside of the cam tracks 26 designed as a backdrop. In addition, the holder 17 pins or Nu tensteine 19 which center the gripper jaws 1 .
Wie aus der Zeichnung im einzelnen zu entnehmen ist, sind ferner Schleifkontakte 11′ etc. vorgesehen, die für eine elektrische Verbindung zwischen Greiferbacken 1 und Grund teil 2 sorgen.As can be seen in detail from the drawing, sliding contacts 11 'etc. are also provided, which provide an electrical connection between gripper jaws 1 and base part 2 .
Das beschriebene Werkzeugsystem arbeitet wie folgt:The tool system described works as follows:
In Fig. 4 ist ein Zustand dargestellt, in der der Grund teil 2 mit den Greiferbacken 1 verriegelt ist. Beim wei teren Durchfahren des Halters 17 in einer Richtung senk recht zur Zeichenebene werden die Nocken 8 über die Kulis se 26 und damit die gegen Federkraft verschiebbaren tra pezförmigen Verriegelungselemente 4 hochgedrückt, so daß die Greiferbacken 1 freigegeben werden.In Fig. 4, a state is shown in which the base part 2 is locked with the gripper jaws 1 . When passing directly through the holder 17 in a direction perpendicular to the plane of the drawing, the cams 8 are pushed up via the coulters 26 and thus the spring-loaded tra pez-shaped locking elements 4 so that the gripper jaws 1 are released.
Umgekehrt werden beim Aufnehmen der Greiferbacken die Verriegelungselemente 4 ebenfalls durch die Anlage der Nocken 8 an der Kulissenführung 26 hochgedrückt, so daß es möglich wird, die Greiferbacken 1 aufzunehmen. Nach Durch fahren der Kulisse drücken die durch Federn vorgespannten Stempel bzw. Verriegelungselemente 4 auf die aufgenommenen Greiferbacken und verhindern ein Abrutschen (trapezförmige Aufnahme).Conversely, when the gripper jaws are picked up, the locking elements 4 are also pushed up by the contact of the cams 8 on the link guide 26 , so that it is possible to pick up the gripper jaws 1 . After driving through the backdrop, the springs or locking elements 4 pretensioned by springs press onto the gripper jaws and prevent them from slipping (trapezoidal pick-up).
Die Greiferbacken werden beim horizontalen Durchfahren der Greiferbacken-Wechseleinrichtung, d. h. des Halters 17 mit dem am Industrieroboter befestigten Grundteil 2 gewech selt. Diese stark vereinfachte Bewegung führt zu einer großen Zeitersparnis. Eine weitere Zeitersparnis ergibt sich dadurch, daß das Ablegen und Aufnehmen der einzelnen Greiferbacken an demselben Halter erfolgt, d. h. es wer den nicht zwei Vorrichtungen benötigt, von denen die eine zum Ablegen und die andere nach Verfahren des Industriero boters zum Aufnehmen der neuen Greiferbacken dient.The gripper jaws are changed when the gripper jaw changing device is passed horizontally, ie the holder 17 with the base part 2 fastened to the industrial robot. This greatly simplified movement saves a lot of time. Another time saving results from the fact that the depositing and picking up of the individual gripper jaws takes place on the same holder, that is, who does not need two devices, one of which is used for storing and the other by the method of the industrial robot for receiving the new gripper jaws.
Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie ben worden. Innerhalb des allgemeinen Erfindungsgedankens sind selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Prinzip für die verschiedensten Werkzeuge, bei denen Teile an einem Grundteil gewechselt werden sollen, geeignet. Diese Werkzeuge können beispielsweise Werkzeuge zum Verlegen von Kabeln, zum Aufnehmen und Handhaben von beliebigen Elemen ten wie O-Ringen oder dergleichen sein.The invention is based on an exemplary embodiment game described with reference to the drawing been used. Within the general idea of the invention are of course the most diverse modifications possible. For example, the principle according to the invention for a wide variety of tools that involve parts a base part are to be changed. These Tools can be tools for laying, for example Cables, for picking up and handling any element ten such as O-rings or the like.
Weiterhin ist es möglich, die Funktion des erfindungsgemä ßen Systems durch in dem Grundteil oder in den zu wech selnden Elementen eingebaute Sensoren zu überwachen.Furthermore, it is possible to function the function of the invention system by changing in the basic part or in the monitoring built-in sensors.
Natürlich ist es auch möglich, die Ansteuerung des Ventils 6 zusätzlich oder alternativ zur mechanischen Betätigung mit einem Steuerimpuls zu realisieren. Die mechanische Betätigung hat jedoch den Vorteil, daß ein Wechseln der Werkzeuge auch manuell durchgeführt werden kann.Of course, it is also possible to control the valve 6 additionally or alternatively to mechanically actuate it with a control pulse. However, the mechanical actuation has the advantage that the tools can also be changed manually.
In dem Falle, daß jeweils zwei Elemente 1 "nacheinander" in einem Halter 17 angeordnet werden, kann dieser auch mit verschiebbaren Teilen versehen werden, so daß durch Ver schieben der einzelnen Halterteile beliebige Kombinationen von Werkzeugen jeweils in einer linearen Durchfahrbewegung gewechselt werden können.In the event that two elements 1 "one after the other" are arranged in a holder 17 , this can also be provided with displaceable parts, so that any combination of tools can be changed in a linear drive-through movement by sliding the individual holder parts.
In jedem Falle hat jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung Toleranzen ausgeglichen werden bzw. das System gegen Ver kanten und Verspannen durch nachgiebig gelagerte Elemente (sowohl im Grundteil als auch in den gewechselten Elemen ten) gesichert werden kann. Darüber hinaus können die aufgenommenen Elemente durch Überfedern bzw. durch andere Vorspannungselemente vorgespannte und insbesondere trapez förmig ausgebildete Verriegelungselemente gesichert wer den. Das Wechseln der Elemente erfolgt bei einer bevorzug ten Ausführungsform durch eine einfache mechanische Kulis senführung.In any case, however, the device according to the invention the advantage that the training according to the invention Tolerances are compensated or the system against Ver edging and tensioning thanks to flexible elements (both in the basic part and in the changed elements ten) can be secured. In addition, the elements picked up by springs or by others Prestressing elements prestressed and in particular trapezoid shaped locking elements secured who the. The change of the elements takes place with a preferential embodiment by a simple mechanical coolies tour.
Claims (12)
mit wenigstens einem Werkzeug, das aus einem an einer Handhabungseinrichtung anbringbaren Werkzeug-Grundteil und wechselbaren Werkzeug-Elementen besteht,
mit einem Halter für die Werkzeug-Elemente, die selbsttä tig durch eine Bewegung parallel zur Anlagefläche Werk zeug/Grundteil aus dem Halter entnehmbar und in diesem ablegbar sind, und
mit wenigstens einem am Grundteil angebrachten Verrie gelungselement, das senkrecht zur Anlagefläche beweglich ist und mit wenigstens einem Betätigungselement in Wirk verbindung steht, das durch wenigstens eine am Halter vorgesehene Steuerbahn derart betätigbar ist, daß durch die Entnahme-Bewegung die Verriegelung von Werkzeug-Grund teil und -Elementen erfolgt, und daß durch die Ablege- Bewegung die Verriegelung gelöst wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (7) derart ausgebildet ist, daß das Ablegen und Aufnehmen der wech selbaren Werkzeug-Elemente (1) ohne Umkehr der Bewegungs richtung des Grundteils (2) erfolgt, und
daß das Verriegelungselement ein trapezförmiger Stempel (4) ist, der in eine entsprechende Ausnehmung (5) in den Werkzeug-Elementen (1) eingreift.1. Tool system
with at least one tool which consists of a tool base part which can be attached to a handling device and exchangeable tool elements,
with a holder for the tool elements, the tool / base part can be removed automatically from a holder and stored in this by moving parallel to the contact surface, and
with at least one attached to the base Verrie gelungselement, which is movable perpendicular to the contact surface and is in operative connection with at least one actuating element, which can be actuated by at least one control track provided on the holder such that the locking of the tool base part by the removal movement and elements and that the locking movement is released by the depositing movement,
characterized in that the contact surface ( 7 ) is designed such that the depositing and receiving the interchangeable tool elements ( 1 ) without reversing the direction of movement of the base part ( 2 ), and
that the locking element is a trapezoidal punch ( 4 ) which engages in a corresponding recess ( 5 ) in the tool elements ( 1 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893901655 DE3901655C2 (en) | 1988-01-20 | 1989-01-20 | Tool system with changeable tool elements |
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|---|---|---|---|
| DE3801519 | 1988-01-20 | ||
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3901655A1 true DE3901655A1 (en) | 1989-08-03 |
| DE3901655C2 DE3901655C2 (en) | 1993-11-11 |
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ID=25864105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19893901655 Expired - Fee Related DE3901655C2 (en) | 1988-01-20 | 1989-01-20 | Tool system with changeable tool elements |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3901655C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3941158A1 (en) * | 1989-12-13 | 1991-06-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Positioning tools on arm of industrial robot - involves carriage which slides in either of two linear guides |
| WO1991013724A1 (en) * | 1990-03-14 | 1991-09-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Pincers for jointing or reshaping parts |
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1989
- 1989-01-20 DE DE19893901655 patent/DE3901655C2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3901655C2 (en) | 1993-11-11 |
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