EP0421167B1

EP0421167B1 - Device and method for gripping, picking-up, transporting and joining of web-like workpieces

Info

Publication number: EP0421167B1
Application number: EP90117629A
Authority: EP
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Zimmer; Günther Dipl.-Ing. Weichhard; Jens Hensel
Original assignee: KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: EP0421167A3; DE8911949U1; DE59007842D1; EP0421167A2; US5161844A

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, bei dem von einer Handhabungsvorrichtung gehaltene Nadelgreifer auf die Ränder des Werkstückes zum Erfassen des Werkstückes aufgesetzt und in eine Lage schräg aufwärts angehoben werden, in welcher das Transportieren und Absetzen des Werkstückes erfolgt. Ein solches Verfahren ist aus der US-A-4 283 047 Patentschrift bekannt.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 gripped by needles, in which the needle gripper held by a handling device is placed on the edges of the workpiece for gripping the workpiece and in a position is lifted diagonally upwards in which the workpiece is transported and set down. Such a method is known from US-A-4,283,047 patent.

Eine Greifervorrichtung, welche dem oberbegriff des unabhangigen Anspruchs 4 entspricht, ist auch aus der US-A-4 283 047 Patentschrift bekannt.A gripper device which corresponds to the preamble of independent claim 4 is also known from US-A-4,283,047.

Nadelgreifer dieser Art sind auch 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.Needle grippers of this type are also 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.

Durch die US-A-4 283 047 sind Greifervorrichtungen bekannt, bei denen die Nadelgreifer an drehbar gelagerten und anhebbaren Walzen angeordnet sind. Diese Walzen liegen auf einander gegenüber angeordneten Randbereichen eines Werstückstapels auf.From US-A-4 283 047 gripper devices are known in which the needle grippers are arranged on rotatably mounted and liftable rollers. These rollers rest on edge regions of a stack of workpieces which are arranged opposite one another.

Im einen Fall wird durch die Drehung der Walzen um einen bestimmten Winkel das Werkstück erfaßt und gestrafft. Durch Anheben der Walzen wird das oberste Werkstück vom nachfolgenden gelöst, während eine zusätzliche Anordnung das Werkstück in dessen Mittelbereich niederhält.In one case, the workpiece is gripped and tightened by rotating the rollers through a certain angle. By lifting the rollers, the uppermost workpiece is released from the next one, while an additional arrangement holds the workpiece down in its central area.

Im anderen Fall rollen die Walzen nach Erfassen der Werkstückränder aufeinander zu und wickeln um sich das Werkstück, wonach die gesamte Gruppe angehoben und versetzt wird.In the other case, the rollers roll towards one another after grasping the workpiece edges and wind around the workpiece, after which the entire group is lifted and displaced.

Mit diesen bekannten Vorrichtungen ist es nicht ohne weiteres möglich, die Werkstücke schnell zu erfassen und in räumlich beengte Lagen zu versetzen.With these known devices, it is not readily possible to quickly grasp the workpieces and to place them in confined spaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, flächige Werkstücke aus textilem Material, Kunststoff oder aus sonstigen 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.The invention has for its object to be able to grasp, move and store flat workpieces made of textile material, plastic or other materials detectable with such needles in such a way that even with complicated spatial conditions that are a hindrance to free movement of the workpiece, a quick and traffic-safe way of working is made possible.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung, ausgehend von der US-A 4 283 047, dadurch gelöst, daß die Nadelgreifer, deren Nadeln gruppenweise und in voneinander wegstrebenden Richtungen angeordnet sowie bewegbar sind, in eine zum Werkstück parallele Lage gebracht und nach Erfassen des Werkstückes angehoben und in eine andere Lage derart versetzt werden, daß die Projektion der Werkstückgrundfläche auf die ursprüngliche Ebene durch Schwenkbewegungen von Teilbereichen des Werkstückes vermindert ist, wonach das Werkstück in dieser Lage transportiert, abgesetzt und durch Umkehr der Schwenkbewegungen der Teilbereiche des Werkstückes freigegeben wird.This object is achieved with the invention, starting from US Pat. No. 4,283,047, in that the needle grippers, the needles of which are arranged and movable in groups and in directions that move away from one another, are brought into a position parallel to the workpiece and raised after the workpiece has been gripped and in a different situation like that be offset that the projection of the workpiece base on the original plane is reduced by pivoting movements of partial areas of the workpiece, after which the workpiece is transported in this position, set down and released by reversing the pivoting movements of the partial areas of the workpiece.

Eine weitere Ausbildung 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 schlaufenförmig hängenden Lage transportiert wird.A further embodiment of this method is that the workpiece is first gripped and lifted at its one edge with a first group of needle grippers, whereupon the gripper group with the detected edge is moved to the opposite edge of the workpiece, which grips with a second group of needle grippers and raised, after which the workpiece is transported while maintaining its loop-like hanging position.

Die zu diesem Verfahren gehörigen Arbeitsschritte ergeben sich aus Anspruch 3.The work steps associated with this method result from claim 3.

Eine diese Verfahren ausführende Vorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Nadelgreifer mit der Hand einer Handhabungsvorrichtung direkt oder indirekt dreh- bzw. schwenkbar verbunden und aus einer zum Werkstück parallelen Aufnahme- bzw. Abgabelage in eine andere Lage derart motorisch versetzbar ist, daß die Projektion der Werkstückgrundfläche auf die ursprüngliche Ebene vermindert ist und in welcher das Transportieren und Absetzen des Werkstückes erfolgt.A device of this invention that carries out this method is characterized in that the individual needle gripper can be directly or indirectly rotatably or pivotally connected with the hand of a handling device and can be motor-displaced into a different position from a receiving or dispensing position parallel to the workpiece such that the projection of the workpiece base is reduced to the original level and in which the workpiece is transported and set down.

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.It is assumed that the workpieces are either available individually or in a stack for gripping. Therefore, the needle grippers are placed in a parallel position and brought into the gripping position. This makes it possible to remove the individual workpiece from its Or 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.

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.As an example of such a handling measure, the automatic insertion of the floor coverings into the bodies of motor vehicles should be mentioned, for example in the trunk on the one hand and on the other hand in the passenger compartment. It would not be possible to use the floor covering blank in its flat extent in these rooms because the door cutouts for the trunk and the passenger compartment are narrower than the width of the floor coverings. On the other hand, the handling of the workpieces according to the invention achieves the advantage that the load of the workpieces can be more easily absorbed during transport because the base area of the workpieces is significantly reduced by pivoting. This also improves the holding ability of the needle grippers on 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.

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.It is known from DE-GM 7 640 840 to articulate needle grippers on pivoted levers. In this prior art, however, the needles have a position perpendicular to the surface of the workpiece to be gripped. The pivot adjustment of the levers in the manner of a parallelogram handlebar has the task of stretching the workpiece in which the needles are immersed along its plane in order to give the needles a firm resistance which is necessary for transporting the workpiece. The needles remain in their vertical position, which is why it cannot be avoided with certainty that the workpiece slides off the needles, and it should also be borne in mind that the workpiece is subjected to tension and can therefore be easily damaged.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfinderischen Lehre aufgezeigt, wobei die Ansprüche 5 bis 9 davon ausgehen, daß mit der Hand der Handhabungsvorrichtung ein Gestell fest verbunden wird, an dem die Nadelgreifer tragende Lenker schwenkbar gelagert und motorisch drehverstellbar sind.Advantageous embodiments of the inventive teaching are shown in the subclaims, claims 5 to 9 assuming that a frame is firmly connected to the hand of the handling device, on which the handlebars carrying the needle grippers are pivotably mounted and can be rotated by motor.

Mit den Ansprüchen 10 bis 12 wird eine weitere Ausbildung der Erfindung aufgezeigt, bei der ein stangenartiger Träger für Gruppen von Nadelgreifern mit der Hand der Handhabungsvorrichtung 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 der Handhabungsvorrichtung 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.Claims 10 to 12 show a further embodiment of the invention in which a rod-like carrier for groups of needle grippers is connected to the hand of the handling device 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 handling device 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 thus captured 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.

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.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.

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 einer Handhabungsvorrichtung 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 einem Ausführungsbeispiel.
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 einer Handhabungsvorrichtung mit einem von dieser gehaltenen stangenartigen Träger,
Fig. 10:: eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 9 in verschiedenen Arbeitsstellungen der Handhabungsvorrichtung und
Fig. 11:: eine Vorderansicht auf den stangenartigen Träger gemäß Pfeil X in Fig. 9.

These and further explanations of the invention result from the drawing. In it, the invention is shown schematically and for example. Show it:

Fig. 1:: 2 shows a plan view of a frame held by a hand of a handling device with needle grippers pivotably mounted thereon,
Fig. 2:: 2 shows a vertical section through the arrangement according to FIG. 1 along the line II-II,
3 and 4:: schematic side views of individual needle grippers in two different working positions,
Fig. 5:: a plan view of a frame-like frame according to FIG. 1 in one embodiment.
6 and 7:: Side views of pivoted needle grippers in different working positions,
Fig. 8:: 3 shows a side view of a telescopic handlebar for the needle grippers from the view of line VIII-VIII in FIG. 5 in an enlarged view,
Fig. 9:: 2 shows a side view of a handling device with a rod-like carrier held by it,
Fig. 10:: a plan view of the arrangement of FIG. 9 in different working positions of the handling device and
Fig. 11:: a front view of the rod-like carrier according to arrow X in Fig. 9th

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.1, 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). Such a workpiece can be, for example, the floor covering for a trunk of a motor vehicle. However, it is also equally conceivable to use the workpiece (1) to line the inner surfaces of a cuboid housing.

Das Material des Werkstückes besteht meistens aus Textilien; es können aber auch Kunststoffe oder sonstige, von Nadeln erfaßbare Werkstoffe verwendet werden.The material of the workpiece mostly consists of textiles; but plastics or other materials that can be grasped by needles can also be used.

Mit (4) ist ganz schematisch die Hand einer Handhabungsvorrichtung 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.(4) very schematically denotes the hand of a handling device, to which a frame (6) is attached, which has a frame-like character. On this frame (6) there are pivot bearings (8) for the rotatable mounting of links (7) which carry needle grippers (2) at their free end. The handlebars (7) can be rotated by a motor.

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.The frame (6) covers with its handlebars (7) and the needle grippers (2) the spread out flat workpiece (1) over a large area 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). Such a position is shown, for example, in FIG. 3 for a single needle gripper which, in the inclined position with respect to the vertical, with respect to the workpiece surface (1), has adjustable needles (3) which have angular positions and adjustment axes offset from the vertical. In the example of FIG. 4, the extended position of the individual needles (3) is shown, which thus penetrate obliquely into the workpiece (1). 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).

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.These representations in Figures 3 and 4 are only symbolic in nature. Instead of individual needles (3), pairs of needles can be provided. However, it is also possible to design needle grippers (2) in accordance with the previously published DE-GM 88 11 030.8. It is therefore not necessary to explain the design and function of the needle grippers (2) according to the invention in more detail.

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 einer Handhabungsvorrichtung gezeigt, welche die Hand (4) hält, an welcher das rahmenförmige Gestell (6) befestigt ist.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) . With (5) part of a handling device is symbolically shown, which holds the hand (4) to which the frame-shaped frame (6) is attached.

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.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). After the workpiece (1) rests on the floor of the trunk, the handlebars (7) are pivoted back into the position that is required for pressing or gluing the workpiece to counter surfaces.

Die Erfindung umfaßt auch die Umkehr der oben geschilderten Bewegungsmaßnahme. Danach ist es denkbar, mit der Hand (4) der Handhabungsvorrichtung 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) der Handhabungsvorrichtung 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.The invention also includes the reversal of the movement measure described above. According to this, it is conceivable to grasp the center of the workpiece (1) with the hand (4) of the handling device or with a central surface of the frame (6) by means of needle grippers, the partial areas (9) also being separated from the ones with the links (7) connected Needle grippers (2) can also be detected. When lifting the hand (4) of the handling device, 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, as a bell-shaped hood can be transported. This measure is particularly suitable when the workpiece (1) is to be used to encase a body that protrudes in the form of a stamp.

Das Ausführungsbeispiel der Fig.5 zeigt eine weitere Ausbildung der Handhabungsvorrichtung der 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.The embodiment of Figure 5 shows a further embodiment of the handling device of Fig. 1, from which it can be seen that the handlebars (7) can be pivoted about mutually oblique axes on the frame (6). The workpiece (1) accordingly has inclined swivel axes (10) for the partial areas (9). For this purpose, correspondingly inclined cantilever arms (11) are attached to the frame (6), which carry the pivot bearings (8) for the handlebars (7). In these swivel bearings (8) swivel motors (12) are fastened, on the motor pin of which the handlebars (7) are arranged. The handlebar (7) can thus be pivoted in a simple manner via the correspondingly held motor (12). To limit the swivel angle, stops (13) are provided on the extension arm (11) or on the frame (6).

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.Because the axis of rotation of the handlebars (7) usually does not coincide with the approximate pivot axis (10) of the part (9) of the workpiece (1) to be moved, there can be between the workpiece (1) and the needle gripper (2) held by the handlebar (7) ) result in constraints during the swiveling movement. In order to avoid these adverse effects, it is advisable to design the handlebars (7) telescopically. 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 force acting on the telescope (15) decreases from the outside. An additional guide rod (24) can be used to prevent the needle gripper (2) from rotating.

Eine solche Teleskopanordnung vermag auch Maßdifferenzen auszugleichen, die bei unterschiedlichen Fahrzeugtypen oftmals auftreten können.Such a telescope arrangement is also able to compensate for dimensional differences that can often occur with different types of vehicles.

In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 6 und 7 Nadelgreifer 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) der Handhabungsvorrichtung (5) ist dann so gestaltet, daß sie praktisch senkrecht zur Zeichenebene mit dem sie einhüllenden Werkstück (1) verfahrbar ist.In the embodiment of Figures 6 and 7 needle gripper shown, in which the workpiece (1) with the aid of paired links (7) from the flat position shown in FIGS. 2 and 5 into a frame (6) and the link (7) 7 enveloping position can be brought. 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 handling device (5) is then designed such that it can be moved practically perpendicular to the plane of the drawing with the workpiece (1) enveloping it.

Die Fig. 9 zeigt eine verkehrsübliche Handhabungsvorrichtung (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 der Handhabungsvorrichtung versetzt werden.Fig. 9 shows a conventional handling device (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 joint axis of the hand (4) and with the hand (4) according to the other Movements of the handling device are offset.

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.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. As can be seen from the example in FIG. 10, 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). 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.

Die Hand (4) der Handhabungsvorrichtung (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.The hand (4) of the handling device (5) is then raised with the rod-like support (17) and moved in the direction of position B for grasping the other edge area (23) of the workpiece (1). During this displacement movement, 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 position parallel to the edge region (23) of the workpiece (1). reached. During this movement, the previously detected edge region (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. If, for example, the two needle gripper groups (18, 19) are at an angle of 180 ° to one another, the rod-like carrier (17) is encased in an approximately U-shape after the second edge region (23) of the workpiece (1) has been detected.

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.

From this position B, 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. There, the assigned needle gripper group (18 or 19) is released so that the assigned edge area (22 or 23) comes to rest on the vehicle floor parts. Thereupon the hand (4) with the rod-like carrier (17) is laterally displaced and rotated at the same time until the other needle gripper group (18, 19) moves the associated edge region (22, 23) into the other end position of the workpiece (1) on the vehicle floor brought. The other needle gripper group (18 or 19) is then released there, after which an extension movement of the rod-like carrier (17) from the side door opening (21) of the vehicle (20) can take place.

Claims

Method of picking up, transporting and setting down flat workpieces (1) of textile material, synthetic material or other materials which can he gripped by means of needles, in which needle grippers (2) held by a manipulation apparatus are placed onto the edges of the workpieces (1) for gripping the workpiece (1) and are raised obliquely upwards into a position in which the transporting and setting down of the workpiece (1) is effected, characterized in that the needle grippers (2), whereof the needles (3) are arranged in groups and in directions which extend away from one another and are movable, are brought into a position parallel to the workpiece (1) and after gripping the workpiece (1) are raised and displaced to another position such that the projection of the workpiece base surface onto the original plane is reduced by pivotal movements of part regions (9) of the workpiece (1), whereupon the workpiece (1) is in this position transported, set down and, by reversing the pivotal movements of the part regions (9) of the workpiece (1), is released.
Method according to Claim 1, characterized in that the workpiece (1) is first gripped at its one edge by means of a first group (19) of needle grippers (2) and is raised, whereupon the group of needle grippers with the gripped edge is displaced with respect to the opposite edge of the workpiece (2), this edge being gripped and raised by means of a second group (18) of needle grippers (2), whereupon the workpiece is transported while maintaining its loop-shaped suspended position.
Method according to Claim 2, characterized by the following work steps:
a) the support (17) is brought by means of a group of needle grippers to a parallel position with respect to the workpiece (1) in its one edge region (22) where the group (18) of needle grippers grips the workpiece,

b) the support (17) is displaced from this position in the direction of the other workpiece edge region (23) and at the same time is rotated about its axis until the other group (19) of needle grippers reaches the parallel position with respect to the other workpiece edge region (23), which is still lying flat, and grips the workpiece (1) there,

c) the support (17), together with the gripped workpiece (1), is brought to a position along its longitudinal axis which is suitable for depositing the workpiece (1),

d) the one group (19) of needle grippers is disengaged from the workpiece (1),

e) the support (17) is brought to the other depositing position by being displaced and rotated about its axis where the other group (18) of needle grippers is disengaged from the workpiece (1).
Gripper apparatus for carrying out the method according to one of Claims 1 to 3 for picking up, transporting and setting down flat workpieces (1) of textile material, synthetic material or other materials which can be gripped by means of needles, which has needle grippers (2) which can be moved by a manipulation apparatus (5) and whereof the needles (3) can be introduced in groups and in directions which extend away from one another obliquely into the workpiece (1) for the purpose of the gripping and transporting thereof, characterized in that the individual needle gripper (2) is directly or indirectly rotatably or pivotally connected to the hand (4) of a manipulation apparatus (5) and can be displaced in motor-driven manner from a picking-up or depositing position which is parallel with respect to the workpiece (1) to another position such that the projection of the workpiece base surface onto the original plane is reduced, and in which the transporting and setting down of the workpiece (1) is effected.
Gripper apparatus according to Claim 4, characterized in that there is connected to the hand (4) of the manipulation apparatus (5) a frame-like mount (6) on which connecting rods (7) carrying the needle grippers (2) are pivotally mounted and can be rotatably adjusted in motor-driven manner.
Gripper apparatus according to Claim 4 or 5, characterized in that there are arranged on the mount (6) laterally projecting extension arms (11) in which pivoting motors (12) for pivotally driving the connecting rods (7) are held in an approximately parallel position with respect to the pivot axis (10) of the individual workpiece part region (9).
Gripper apparatus according to Claim 5 or one of the subsequent claims, characterized in that stops (13) associated with the extension arm (11) are provided for limiting the pivotal movement of the connecting rod (7).
Gripper apparatus according to Claim 5 or one of the subsequent claims, characterized in that connecting rods (7) with needle grippers (2) arranged thereon are pivotally mounted in pairs about mutually parallel spindles (14) and are driven in opposite directions to one another such that the gripped workpiece (1) can be moved in the manner of a shell around the connecting rods (7) and the mounting (8, 12, 14) thereof.
Gripper apparatus according to Claim 7, characterized in that the connecting rods (7) are constructed to be resilient in the manner of a telescope (15).
Gripper apparatus according to Claim 4 or one of the subsequent claims, characterized in that groups (18, 19) of needle grippers (2) are arranged in various angular positions on a rod-like support (17), which is held by the hand (4) of the manipulation apparatus (5) and can be rotated or pivoted therewith, with the proviso that the one group (18) of needle grippers grips the workpiece (1) at the one edge region (22) and the other group (19) grips at the other edge region (23) in a rotated and pivoted position of the support (17).
Gripper apparatus according to Claim 10, characterized in that the workpiece (1) held by the groups (18, 19) of needle grippers can be displaced along the axis of the support in a position which at least partially surrounds the support (17).
Gripper apparatus according to Claim 10 or 11, characterized in that the directions of action of the groups (18, 19) of needle grippers are offset with respect to one another.
Use of the gripper apparatus according to one of Claims 4 to 9, for automatically inserting the floor covering (1) into the boot of motor vehicles (20).
Use of the gripper apparatus according to one of Claims 10 to 12, for automatically inserting the floor covering (1) into the passenger compartment of motor vehicles (20).