专利名称：用于具有相似形状的部件尤其是汽车车身部件的搬运系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于具有相似形状的部件、尤其是汽车车身部件 的搬运系统，在该搬运系统中，机器人的臂上的夹具设有多个夹紧 装置，所述夹紧装置具有适合于所述部件的轮廓件，各个部件通过 所述轮廓件能够被夹持在空间上彼此错开的区域上。
背景技术：
已知搬运系统(DE 20219713 Ul )被用在汽车车身结构中，其中， 借助于机器人的臂上的夹具来夹持待搬运的部件(例如汽车车门) 并且将其准确地运送至车身结构所在位置，在该位置处对所述部件 进行装配。因为要稳定且准确地夹起部件，所以夹具设有多个夹紧 装置，每个夹紧装置在其上包括夹持卡盘，所述夹持卡盘利用适合 于部件的轮廓件在多个空间上错开的位置上夹持部件。能够准确夹 持定位的前提条件是，对于每种类型的部件，夹具上的夹紧装置被 相应地定位且设有适当的轮廓件。这种装置以及对夹具的转换是必 要的，即使待搬运的部件具有相似的形状。"具有相似形状的部件" 被理解为是指尽管在多处位置上同形但彼此具有不同高度的部件。 替代地，另 一种被适当加工的搬运系统也可以用于另 一种类型的部 件，然而，这将会使工程费用明显增加。
对于打开和关闭搬运系统的夹持卡盘，已经公开(如US 6428071
B2) 了具有带齿推杆的机械驱动件。该带齿的驱动推杆形成为液压 缸活塞组件的一部分并且经由固定的小齿轮连接到夹持卡盘的可活 动的夹持钳口上
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于具有相似形状的部件、尤其是 汽车车身部件的搬运系统，其中，利用同一个夹具就能够搬运这些
部件，而不需费力地安装和重新加工。
通过在技术领域部分描述的所述类型的搬运系统可以实现该目 的，因为每个夹紧装置具有两个夹持卡盘，所述夹持卡盘的夹持钳 口能够从停止位置枢转至抓取位置，只要一个夹持卡盘的夹持钳口 被枢转至它们的抓取位置，则另 一个夹持卡盘的夹持钳口处于它们 的停止位置，反之亦然。
本发明基于以下认识，即，在部件具有相似形状的情况下，有些 位置尽管不能通过具有相同轮廓件的相同夹持卡盘来夹持，但能够 由具有其它轮廓件的另一个夹持卡盘来夹持。然而，前提条件是通 过一个夹持卡盘夹持部件不能受到另一个夹持卡盘的位于所述一个 夹持卡盘的路径上并由此造成干扰的夹持钳口的阻碍。根据本发明， 这通过将夹持卡盘交替地锁定在位于另一个夹持卡盘的抓取运动路 径之外的停止位置来得以保证。
根据本发明的一种实施方式，为了安装用于具有相似形状的部件 的夹具，提出了由夹具的具有适当长度的支撑臂来保持夹紧装置。 通过枢转和沿纵向调整支撑臂，每个夹紧装置能够与待被夹持的具 有相似形状的部件的同形区域相配合。因此在每种情况下，每个夹 紧装置的成对的夹持钳口设有适合于具有相似形状的两个部件的轮 廓件。由此也能够弥补高度上的差异。
优选地，每个夹紧装置的夹持卡盘分别具有包括带齿推杆的驱动 件。优选地，同一夹紧装置的设置成彼此相邻的两个夹持卡盘的带 齿推杆能够交替地与所述驱动件的相同接合件连接。所述接合件本 身通过曲柄摇杆连接机构驱动。根据夹持卡盘的驱动件的 一种替代 实施方式，所述两个夹持卡盘的夹持钳口能够在共同的支承轴颈上 枢转且沿轴向移动，并且能够经由驱动小齿轮与共同的带齿的驱动 推杆联接。
该驱动件特有的优点在于其结构简单，两个夹持卡盘仅使用一个带齿推杆。另一个优点在于，两个夹持卡盘的操作位置相同。
为了将一个夹持卡盘的夹持钳口从它们的停止位置运动到操作 位置，需要将另一个夹持卡盘的位于操作位置的夹持钳口运动到它 们的停止位置，反之亦然，所述夹持钳口与共同的移动驱动件联接。 所述移动驱动件可以具有可移动地与所述支承轴颈平行安装且由伺 服电机驱动的致动器，所述致动器经由接合件与所述夹持钳口连接。 优选地，所述祠服电机是气缸活塞组件，其两侧能够通过压力介质 施压，并且所述致动器与气缸活塞组件的活塞杆相连。所述接合件 可以是销，所述销接合在所述夹持钳口的驱动小齿轮的同轴环形槽 中。
由于本发明提出了两个夹持卡盘的操作位置相同，因此通过为每 个工作夹持卡盘的所述夹持钳口在两侧上设置引导侧壁，其中所述 夹持钳口的驱动小齿轮准确地与所述带齿推杆接合并且所述引导侧 壁在所述夹持钳口的枢转运动过程中起作用，并且通过为每个不工 作的夹持卡盘的所述夹持钳口设置侧面保持座，其中所述夹持钳口 的驱动小齿轮不与所述带齿推杆接合，由此，能够简单地引导工作 夹持卡盘和锁定不工作夹持卡盘。
由于两个夹持卡盘仅设有一个共同的带齿推杆，因此所述带齿推 杆能一直与所述驱动件相连。根据本发明的一种实施方式，所述带 齿推杆经由小齿轮和联接在所述小齿轮上的弯肘杆可推进地与气缸 活塞组件的所述活塞杆连接。
以下将参照示出两种示例性实施方式的附图来详细描述本发明，
其中
图1示出两个具有相似形状的部件的轮廓图，其中，这两个部件 是汽车车身的彼此相邻的前车门和后车门；
图2示出图1的具有相似形状的部件相互叠合后的轮廓图； 图3为带有夹具的搬运系统的侧视图；图4示出沿图3中箭头Z方向观察的搬运系统的夹具，该夹具具 有多个适合于前车门和后车门的同形轮廓的夹紧装置； 图5为图3和4的夹具的透视图6为根据图3的夹具的一个夹紧装置的结构组成透视图，其中，
该夹紧装置的外壳的一半被移去；
图7为图6的夹紧装置的局部详细视图，具体而言是带有驱动件
的夹持卡盘的透视图8为图7的夹持卡盘的细节的示意性简化视图9为图3中一个夹紧装置的作为图6至8中实施方式的一种替
代实施方式的透视图，其中，该夹紧装置的外壳的一侧被移去； 图10为根据图9的夹紧装置的侧视图； 图ll为根据图10的夹紧装置的沿线I-I的局部剖视图； 图12为根据图10的夹紧装置的沿图10中线II-II的局部剖视图。
具体实施例方式
图1中左侧示出了第一部件即汽车的前车门的轮廓，右侧示出了 具有相似形状的第二部件(具体为后车门)的轮廓。在图2中，所 示的两个轮廓彼此叠合。在该图中，同形区域用点线表示。这些同 形区域适于通过同一个夹紧装置来夹持这些部件。
图3所示搬运系统包括机器人1，该机器人1在其臂2上承载有 夹具3。该夹具3能够通过机器人1在空间内围绕多根轴线活动。夹 具3具有基底4，臂5、 6枢转地设置在该基底4上且臂5、 6的长度 适于在各种情况下在其端部处承载夹紧装置7、 8。根据图4,夹紧 装置7、 8定位在待搬运的具有相似形状的部件的同形区域上，同样 用点线表示。通过这种定位，夹紧装置既可以夹持图3中左侧所示 的前车门9,又可以夹持右侧所示的后车门10，尽管后车门IO在同 形区域内的高度与前车门9不同。部件在待夹持的区域内的高度和 轮廓差异可以通过特定的轮廓件来弥补。在这种情况下，夹具3既能从部件的凹面侧(部件9)夹持部件，又能从部件的凸面侧(部件 10)夹持部件。
夹具3的所有夹紧装置7、 8具有相同的结构。如图6所示，每 个夹紧装置7、 8具有两个带有分别枢转约90。的夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b的夹持卡盘11、 12。这些夹持钳口 11a至12b能够用轮廓 件(未示出)来扩展，所述轮廓件适合于待夹持的部件的轮廓。一 对夹持4甘口 lla、 llb例如用于部件A,该部件A例如是前车门9， 另一对夹持钳口 12a、 12b用于部件B，该部件B例如是后车门10。 当该对夹持钳口 12a、 12b处于抓取位置时，该对夹持钳口 lla、 lib 处于停止位置，在该停止位置，所述夹持钳口 lla、 llb被锁定机构 保持，该锁定机构例如是包括位于外壳内的弹簧自紧球和位于夹持 钳口 lla、 lib内的凹槽的球掣。在图6和7中，仅示出了用于夹持 4计口 12a、 12b的凹槽12&*和12b*。可以4吏用气动式、液压式、电 磁式的其它锁定机构或者它们的结合。与枢转的夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b的带齿段13a、 13b、 14a、 14b相啮合的带齿推杆13、 14 用于使两对夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b中的每对枢转约90° 。这 两个带齿推杆13、 14被共同的驱动件驱动，该共同的驱动件包括旋 转缸体16和旋转部件17。为了使两个带齿推杆13、 14交替地与曲 柄摇杆连接机构17连接，在这两个带齿推杆13、 14之间设置如图7 和8所示的与曲柄摇杆连接机构17的曲柄相连的接合件18，该接合 件18与可控制的离合器元件19形成为能够通过压力介质在两侧被 施压的气缸活塞组件。可控制的离合器元件19利用其活塞21的轴 颈20能够使带齿推杆13或带齿推杆14与曲柄摇杆连接机构17的 曲柄连接。因为对于夹紧装置7、 8,能够确保只要夹持钳口 12a、 12b处于抓取位置，夹持钳口 lla、 lib则位于停止位置并因此不会 位于夹持钳口 12a、 12b的运动路径上，从而能够顺利地夹持部件。 如果准备夹持另一个部件，则将夹持钳口 12a、 12b回转90。至停止 位置，并将夹持钳口 lla、 llb枢转至抓取位置。这意味着能够利用 同一个夹紧装置7、 8在同形区域夹持具有相似形状的部件，而用于一个部件的夹持钳口不会阻碍另外的夹持钳口夹持另一个部件，反 之亦然。
如前面在图6至8中所描述的示例性实施方式，夹具3的所有夹 紧装置7、 8具有相同的结构也适用于图9至12所示的第二示例性 实施方式。然而，夹紧装置的夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b的驱动 件以及用于将夹持钳口锁定在停止位置的锁定装置不同。当一对夹 持钳口 12a、 12b处于抓取位置时， 一对夹持钳口 lla、 lib处于停 止位置，在第二示例性实施方式中，处于停止位置的夹持钳口通过 侧面保持座21a、 21b、 22b来保持。
为了使每个夹持卡盘11、 12的夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b 枢转，在两侧上均带有齿的带齿推杆23经由小齿轮24和联接在该 小齿轮24上的弯肘杆25可推进地连接到气缸活塞组件26的活塞杆 26a上。该带齿推杆23用于驱动两个夹持卡盘11、 12的夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b。与主要的专利不同，夹持卡盘11、 12能够运 动以经由其夹持4甘口 lla、 llb、 12a、 12b的驱动小齿4仑27a、 27b、 28a、 28b交替地与带齿推杆23接合。为了这个目的，可枢转地安装 在支承轴颈29a、 29b上的夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b也能够沿 轴向在支承轴颈29a、 29b上移动。气动驱动件被设置用来驱动夹持 钳口 lla、 llb、 12a、 12b同轴移动，其中，该气动驱动件具有气缸 活塞组件30,该组件30具有能够通过压力介质在两侧上施压的活塞 30a和经由十字头31连4矣到两个可沿轴向移动的轴颈32a、 32b上的 活塞杆30b。每个轴颈32a、 32b具有两个用作接合件的销32b*、 32b**、 32a*，所述销接合在夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b的驱动 小齿轮27a、 27b、 28a的环形槽内。
夹持钳口 lla、 llb、 12a、 12b以下述方式转换所有的夹持钳 口 lla、 llb、 12a、 12b处于打开位置。在该打开位置，在侧向停止 位置并位于保持座21a、 21b中的一对夹持4甘口 lla、 lib能够运动 至中心位置，即，操作位置，而另一对夹持钳口 12a、 12b被转移至 另一对侧面保持座21a、 22b中并位于停止位置，并且能够被稳固地保持在该处。在该转换过程中，第一对夹持钳口 lla、 llb与它们的 驱动小齿轮27a、 27b运动以与带齿推杆23接合，而另一对夹持钳 口 12a、 12b与它们的驱动小齿轮28a、 28b从带齿推杆23处释放。 因此，运动至中心位置(即，操作位置)的该对夹持钳口 lla、 lib 此时能够通过带齿推杆23枢转，该对夹持钳口 lla、 llb被通过由 外壳形成的引导侧壁从侧面引导，而另一对夹持钳口 12a、 12b被强 制地保持在相关联的保持座22b中。
权利要求
1.一种用于具有相似形状的部件、尤其是汽车车身部件的搬运系统，其中，机器人(1)的臂(2)上的夹具(3)设有多个夹紧装置(7，8)，所述夹紧装置具有能与所述部件相配合的轮廓件，各个所述部件通过所述轮廓件能够被夹持在空间上彼此错开的区域上，其特征在于，每个夹紧装置(7，8)包括两个夹持卡盘，所述夹持卡盘的夹持钳口(11a，11b，12a，12b)能够从停止位置枢转至抓取位置，只要一个夹持卡盘的夹持钳口(12a，12b)被枢转至它们的抓取位置，那么另一个夹持卡盘的夹持钳口(11a，11b)保持在它们的停止位置，反之亦然。
2. 根据权利要求1所述的搬运系统，其特征在于，所述夹紧装置 (7, 8)通过支撑臂(5， 6)来保持不动。
3. 根据权利要求1或2所述的搬运系统，其特征在于，每个夹紧 装置(7, 8)的所述夹持卡盘(11， 12)分别具有包括带齿推杆(13, 14)的驱动件。
4. 根据权利要求3所述的搬运系统，其特征在于，同一夹紧装置 (7, 8)的设置成彼此相邻的两个夹持卡盘的带齿推杆(13, 14)能够交替地连接到所述驱动件(16, 17, 18)的同一接合件(18) 上。
5. 根据权利要求4所述的搬运系统，其特征在于，所述接合件 (18 )是旋转部件(17 )的组成部分。
6. 根据权利要求1或2所述的搬运系统，其特征在于，所述两个 夹持卡盘(11, 12)的夹持钳口 (lla, lib, 12a, 12b)能够在共 同的支承轴颈(29a， 29b)上枢转且沿轴向移动，并且能够经由驱 动小齿轮(27a, 27b)交替地与共同的驱动带齿推杆(23)联接。
7. 根据权利要求6所述的搬运系统，其特征在于，所述夹持钳口 (11a, lib, 12a， 12b)与共同的移动驱动件(30, 30a, 30b， 32a,32b)联接。
8. 根据权利要求7所述的搬运系统，其特征在于，所述移动驱动 件(30, 30a, 30b, 32a, 32b)具有可移动地与所述支承轴颈(29a, 29b )平行安装且由伺服电机(30 )驱动的致动器(31 ),所述致动 器(31 )经由接合件(32a*， 32b*， 32b** )与所述夹持钳口 ( lla， lib, 12a， 12b)连接。
9. 根据权利要求8所述的搬运系统，其特征在于，所述伺服电机 (30)是气缸活塞组件，其两侧能够通过压力介质施压，所述致动器(31)与所述气缸活塞组件的活塞杆(30b)相连。
10. 根据权利要求8或9所述的搬运系统，其特征在于，所述接 合件(32a*， 32b*， 32b** )是销，所述销接合在所述驱动小齿轮(27a, 27b)的同轴环形槽(33， 34)中。
11. 根据权利要求6至10中任一项所述的搬运系统，其特征在于， 为每个工作夹持卡盘(11, 12)的夹持钳口 (lla, lib, 12a, 12b) 在两侧上设置引导侧壁，所述工作夹持卡盘(ll, 12)的夹持钳口(lla, lib, 12a， 12b )的驱动小齿4仑准确地与所述带齿推杆(23 ) 接合，所述引导侧壁在所述夹持钳口的枢转运动过程中起作用，并 且为每个不工作的夹持卡盘(11, 12)的夹持钳口 ( lla, lib, 12a, 12b)设置侧面保持座(21a， 21b， 22b),所述不工作的夹持卡盘(11, 12)的夹持钳口 (lla, lib, 12a, 12b)的驱动小齿4仑不与 所述带齿推杆(23)接合。
12. 根据权利要求6至11中任一项所述的搬运系统，其特征在于， 所述带齿推杆(23)经由小齿轮(24)和联接在所述小齿轮(24) 上的弯肘杆(25 )可推进地连接到气缸活塞组件(26 )的活塞杆(26a ) 上。
全文摘要
本发明涉及一种用于具有相似形状的部件、尤其是汽车车身部件的搬运系统。在所述搬运系统中，位于机器人(1)的臂(2)上的夹具(3)能够借助于同一个夹紧装置(7，8)来夹持一个部件和另一个具有相似形状的部件，而不需进行任何适应性加工。为了能够实现上述目的，每个夹紧装置(7，8)设有两个弹簧卡盘(11a，11b，12a，12b)，所述两个弹簧卡盘(11a，11b，12a，12b)中仅一个(11a，11b或12a，12b)能够被控制在夹持位置，而另一个(12a，12b或11a，11b)位于部件上夹持范围之外的空闲位置。
文档编号B25J15/00GK101316686SQ200680044135
公开日2008年12月3日 申请日期2006年10月10日 优先权日2005年10月13日
发明者J·基平, T·基平, U·克纳普 申请人:蒂森克虏伯·德劳茨·诺帮有限责任公司