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.
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.