und Entriegeln einer Aufnahmeplatte

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verriegeln und Entriegeln einer roboterseitigen Aufnahmeplatte eines Roboters und einer werkzeugseitigen Aufnahmeplatte.

Bei einem Einsatz eines Industrieroboters, beispielsweise bei einer Fertigung, ist für gewöhnlich an einem Ende eines Arms des Industrieroboters eine Aufnahmeplatte vorgesehen, an der eine weitere, verschiedene Werkzeuge tragende Aufnahmeplatte befestigt werden kann. Da bei einem Betrieb des Industrieroboters aufgrund der Beschleunigung und des hohen Gewichts des Werkzeugs und der Aufnahmeplatten große Kräfte wirken, ist es besonders wichtig, dass sowohl die an dem Arm des Industrieroboters angeordnete ro- boterseitige Aufnahmeplatte als auch die das Werkzeug tragende werkzeug- seitige Aufnahmeplatte fest miteinander verbunden sind und sich nicht während des Betriebs voneinander lösen. Es sind daher Mechanismen vor- gesehen, bei denen die werkzeugseitige Aufnahmeplatte von der roboter- seitigen Aufnahmeplatte nur unter bestimmten Voraussetzungen getrennt werden kann. Beispielsweise existiert die Lösung, ausschließlich an der robo- terseitigen Aufnahmeplatte einen Verriegelungsmechanismus vorzusehen. Dies weist jedoch den Nachteil auf, dass durch den normalerweise mit Druckluft betriebenen Verriegelungsmechanismus auch sämtliche Druckluftkabel an der roboterseitigen Aufnahmeplatte angeordnet sein müssen. Hierdurch wird ein Gewicht der roboterseitigen Aufnahmeplatte erhöht und eine Ansteue- rung des Industrieroboters schwieriger. Ebenso ist hierdurch nicht ausrei- chend sichergestellt, dass während eines Betriebs des Industrieroboters sich der Verriegelungsmechanismus nicht ungewollt öffnet.

Üblicherweise erfolgt ein Verbinden und Trennen der beiden Aufnahmeplatten in einer sogenannten Ablagestation, in der die werkzeugseitige Aufnah- meplatte mit den daran befestigten Werkzeugen bereitgehalten wird, bis sie von dem Industrieroboter aufgenommen und verwendet wird. Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 100 07 386 AI bekannt, bei der ein Verriegelungsmechanismus durch einen Kolben an der Ablagestation gelöst werden kann. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass der Kolben passgenau auf den Verriegelungsmechanismus ausgerichtet sein muss, um eine zum Entriegeln nötige Kraft übertragen zu können und der Kolben auch unabhängig von den auf der Ablagestation aufgebrachten Aufnahmeplatten verfahren werden kann, also auch bei einem nur teilweisen Aufliegen bereits eine Lockerung der Verbindung herbeigeführt werden kann. Zudem muss hierbei aufgrund des direkten Kontakt zwischen dem Kolben und dem Verriegelungsmechanismus, also einer direkten Kraftzuführung, damit gerechnet werden, dass die Aufnahmeplatten kippen und eine korrekte Funktion nur unter Zuhilfenahme von Spannelementen gewährleistet werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung und ein

Verfahren vorzuschlagen, mit dem die genannten Nachteile überwunden werden können und ein zuverlässiges Verriegeln und Entriegeln einer roboterseitigen Aufnahmeplatte mit einer werkzeugseitigen Aufnahmeplatte ermöglicht wird, ohne dass die Aufnahmeplatten übermäßig schwer werden, aber gleichzeitig gegen ungewolltes Lösen gesichert sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 17, Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Eine Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln einer roboterseitigen Aufnahmeplatte eines Roboters mit einer werkzeugseitigen Aufnahmeplatte um fasst eine Ablagestation zum Aufnehmen und zum Halten der werkzeugseitigen, die roboterseitige Aufnahmeplatte und die werkzeugseitige Aufnahmeplatte, eine an der roboterseitigen Aufnahmeplatte oder der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte angeordnete Verriegelungseinheit und eine Zuführvorrichtung zum Zuführen von Energie zu der Verriegelungseinheit. Die roboterseitige Aufnahmeplatte kann auf die werkzeugseitigen Aufnahmeplatte aufgebracht und von dieser somit aufgenommen und gehalten werden.

Die Verriegelungseinheit weist einen Grundzustand auf, in dem die Verriegelungseinheit verriegelt ist und in dem sie durch eine Verriegelungskraft verbleibt. Nur unter Zufuhr einer Entriegelungskraft kann die Verriegelungseinheit aus dem Grundzustand in einen entriegelten Zustand bewegt werden.

Die Zuführvorrichtung weist eine Schließposition auf, in der sie durch eine Schließenergie und eine Schließkraft gehalten wird. Die Ablagestation und di die Verriegelungseinheit tragende Aufnahmeplatte sind über ein Kupplungsmittel verbindbar. Die Entriegelungsenergie wird der Verriegelungseinheit über die Ablagestation, die Zuführvorrichtung und das Kupplungsmittel zugeführt. Erst in der Verriegelungseinheit erfolgt ein Umsetzen der zugeführten Entriegelungsenergie zu der Entriegelungskraft. Somit wird die

Entriegelungskraft nur bereitgestellt, wenn die die Verriegelungseinheit tragende Aufnahmeplatte aufgenommen wird, da nur in diesem Fall die Entriegelungsenergie zu der Verriegelungseinheit gelangen kann. Das Aufnehmen erfolgt hierbei in der Ablagestation, wenn die werkzeugseitige Aufnahmeplatte die Verriegelungseinheit trägt, oder, wenn die roboterseitige Aufnahmeplatte die Verriegelungseinheit umfasst, wenn die roboterseitige Aufnahmeplatte auf der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte aufgebracht und somit aufgenommen ist und die werkzeugseitige Aufnahmeplatte in der Abla gestation aufgenommen ist. Dadurch, dass das Verriegeln und Entriegeln der beiden Aufnahmeplatten nur an der Ablagestation erfolgt, d. h. in einem Zustand, in dem die werkzeug- seitige Aufnahmeplatte an der Ablagestation abgelegt und gehalten wird, wobei typischerweise die roboterseitige Aufnahmeplatte auf der werkzeugseiti- gen Aufnahmeplatte abgelegt ist, sind die beiden Aufnahmeplatten gegen ein ungewolltes Lösen während des Betriebs gesichert. Dies wird dadurch erreicht, dass die Entriegelungsenergie von der Ablagestation kommt oder zumindest über diese geleitet wird. Dadurch, dass die Zuführeinheit von der eigentlichen Verriegelungseinheit getrennt ist, also ein eigenständiges Bauteil bildet, ist eine zusätzliche Sicherung gegen ein ungewolltes Verriegeln und

Entriegeln der Aufnahmeplatten gegeben. Durch das Umsetzen der zugeführten Entriegelungsenergie in die Entriegelungskraft erst an der Verriegelungseinheit wird sichergestellt, dass auf die Aufnahmeplatten keine äußeren Kräfte wirken, die das Verriegeln oder das Entriegeln behindern können, bei- spielsweise durch ein Verkippen einer oder beider Aufnahmeplatten. Die indirekte Zuführung der Kraft ermöglicht ein kräfteneutrales System, da die Verriegelungseinheit selbst räumlich von der Ablagestation getrennt ist und nicht in direktem Kontakt mit dieser steht. Gleichzeitig wird ein Energiefluss von der Ablagestation oder über die Ablagestation und die Zuführvorrichtung sowie das Kupplungsmittel zu der Verriegelungseinheit ermöglicht.

Die werkzeugseitige Aufnahmeplatte umfasst typischerweise mehrere Werkzeuge, wie beispielsweise eine Schweißvorrichtung, sowie dazugehörige Module für Luftdurchführung und Elektrizitätszuführung, die an der Aufnahme- platte lösbar befestigt sind. Die werkzeugseitige Aufnahmeplatte kann von der

Ablagestation zuerst aufgenommen werden, und die roboterseitige Aufnahmeplatte wird nachfolgend auf der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte positioniert. Unter einem Aufnehmen der Aufnahmeplatte an der Ablagestation soll hierbei ein Einrasten in einer Haltevorrichtung verstanden werden, so dass die jeweilige Aufnahmeplatte gegen ein Herunterfallen gesichert ist. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Haltevorrichtung bereits dann erfüllt sein, wenn ein bestimmter Mindestabstand zwischen der Aufnahmeplatte und der Ablagestation bei einem Ineinandergreifen der Haltevorrichtungen erfolgt. Ebenso soll unter ein Aufnehmen der roboterseitigen Aufnahmeplatte auf der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte definiert sein. Typischerweise ist die roboterseitige Aufnahmeplatte an einem Arm eines Industrieroboters mit mindestens vier Achsen, vorzugsweise fünf Achsen, besonders vorzugsweise sechs Achsen angebracht. Die beschriebene Vorrichtung kann somit auch einen derartigen Industrieroboter umfassen. Natürlich kann der Industrieroboter auch ein SCARA-Roboter sein oder einen solchen zumindest umfassen. Der Arm des Industrieroboters, an dessen Ende die roboterseitige Aufnahmeplatte befestigt ist, hält somit auch diese Aufnahmeplatte.

Es kann vorgesehen sein, dass die Entriegelungsenergie eine pneumatische Energie, eine hydraulische Energie und bzw. oder eine elektromagnetische, insbesondere eine elektrische Energie umfasst und dementsprechend die Entriegelungskraft eine pneumatische Kraft, eine hydraulische Kraft und bzw. oder eine elektromagnetische, insbesondere eine elektrische Kraft umfasst. Im Falle einer Anwendung von Pneumatik ist somit die Verriegelungseinheit durch eine zugeführte Druckluft aus dem Grundzustand bewegbar. Dies ermöglicht die Verwendung von im Bereich der Industrieroboter oftmals verwendeten Technologien, die einfach bereitgestellt werden können und für ein zuverlässiges und schnelles Schalten der Verriegelungseinheit aus dem Grundzustand in den Entriegelungszustand zur Verfügung steht.

Die Zuführvorrichtung kann zumindest einen Teil der Verriegelungsenergie und der Verriegelungskraft für die Verriegelungseinheit zuführen, sofern die Zuführvorrichtung in der Schließposition ist. Hierdurch wird nochmals eine Sicherung gegen ein ungewolltes Verriegeln und Entriegeln ermöglicht, da die zum Verriegeln nötige Verriegelungskraft durch die Zuführvorrichtung bereitgestellt wird. Vorzugsweise erfolgt hierbei ein Zuführen von Druckluft, wodurch die Schließposition auch dauerhaft erreicht und gehalten werden kann. Besonders vorzugsweise ist ein Druckluftsensor zwischen der Zuführvorrichtung und der Verriegelungseinheit angeordnet und überwacht eine Druckluftversorgung. Sofern dieser Druckluftsensor einen Abfall der Druckluftversorgung feststellt, was auf eine unzureichende Verriegelungskraft schließen lässt, kann der Druckluftsensor ein Warnsignal ausgeben, und entsprechende Gegenmaßnahmen können eingeleitet werden. Falls andere Energieformen Verwendung finden, kann der Sensor auch ein elektromagnetischer Sensor und bzw. oder ein hydraulischer Sensor sein, um die Energieversorgung der Verriegelungseinheit zu überwachen.

Typischerweise ist die Zuführvorrichtung durch eine Feder in die Schließposition zurückgestellt und wird durch die Federkraft dauerhaft in dieser gehalten Die Zuführvorrichtung kann somit als Schalter oder als Betätigungselement agieren, das zwischen zwei oder mehreren Zuständen hin- und hergeschaltet werden kann bzw. nach Betätigung einen Zustand ändert.

Die Zuführvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, ausschließlich in der geöffneten Position das Zuführen der Entriegelungsenergie und der Entriegelungskraft zu der Verriegelungseinheit zu ermöglichen und bzw. oder eine Zufuhr der Verriegelungsenergie und der Verriegelungskraft zu der Verriegelungseinheit zumindest teilweise oder auch komplett zu blockieren. Somit sichert die Zuführvorrichtung gegen ungewolltes Lösen, da nur bei passender Stellung zumindest die Entriegelungskraft zugeleitet wird oder die Verriegelungskraft wenigstens teilweise aufgehoben wird. Die Zuführvorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, die zum Entriegeln benötigte Energie nur dann bereitzustellen, wenn sich beide Aufnahmeplatten an der Ablagestation befinden, was ebenfalls das ungewollte Lösen während des Betriebs verhindert.

Die Zuführvorrichtung ist typischerweise an der roboterseitigen Aufnahmeplatte, der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte oder der Ablagestation ange- ordnet. Die Zuführvorrichtung kann auch mehr als nur ein Bauteil umfassen, wobei sämtliche Bauteile gemeinsam an einer der Aufnahmeplatten oder der Ablagestation als auch verteilt über die beiden Aufnahmeplatten und die Ablagestation angeordnet sein können. Ebenso kann auch eine Energiequelle, die die Entriegelungsenergie zuführt, an der roboterseitigen Aufnahmeplatte, der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte oder der Ablagestation angeordnet sein, solange diese Entriegelungsenergie nur zumindest über ein Wegstück über die Ablagestation geführt wird. Die Ablagestation muss somit auf dem Weg zwischen der Energiequelle und der Verriegelungseinheit liegen.

Die Verriegelungseinheit kann an der roboterseitigen Aufnahmeplatte und bzw. oder der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte angeordnet sein. Die Verrie- gelungseinheit kann mehrere Bauteile umfassen, von denen alle an einer der Aufnahmeplatten oder ein Teil der Bauteile an der roboterseitigen Aufnahmeplatte und ein anderer Teil der Bauteile an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte angeordnet ist. Typischerweise sind die Zuführvorrichtung und die Verriegelungseinheit gemeinsam an der roboterseitigen Aufnahmeplatte oder gemeinsam an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte angeordnet. Durch eine Anordnung beider Vorrichtungen an einer einzigen Aufnahmeplatte wird ein besonders einfacher Aufbau ermöglicht. Natürlich können alternativ auch die Zuführvorrichtung und die Verriegelungseinheit an verschiedenen Aufnahmeplatten angeordnet sein. So kann die roboterseitige Aufnahmeplatte die Zuführvorrichtung aufweisen und die werkzeugseitige Aufnahmeplatte die Verriegelungseinheit oder umgekehrt. Durch das Vorsehen der Verriegelungseinheit an einer oder beiden der Aufnahmeplatten ist der Teil der Vorrichtung, an dem die Energie in Kraft umgewandelt wird, direkt an der zu verriegelnden bzw. zu entriegelnden Aufnahmeplatte und somit ein Risiko eines ungewollten Lösens vermindert.

Es kann vorgesehen sein, dass die Verriegelungsenergie und die Verriegelungskraft und/oder die Schließenergie und die Schließkraft durch eine Feder bewirkt wird, also durch diese vermittelt ist. Hierdurch wird durch eine mechanisch ausgeübte Federkraft die Verriegelungseinheit im Grundzustand gehalten bzw. die Zuführvorrichtung in der Schließposition gehalten. Vorzugsweise resultiert die Verriegelungskraft aus einer Kombination der Feder mit einer Druckluftbeaufschlagung, einer hydraulischen Kraft oder einer elektromagnetischen Kraft. Dadurch, dass zwei unterschiedliche Mechanismen zum Halten der Verriegelungseinheit in der Verriegelungsposition vorgesehen sind, wird die Verriegelungsposition zuverlässig eingehalten, auch bei Ausfall einer Komponente, beispielsweise bei einem Federbruch oder bei einem Abfall der Druckluft. Selbstverständlich kann alternativ auch nur die Federkraft oder nur die Druckluft bzw. die hydraulische Kraft oder die elektromagnetische Kraft die Verriegelungseinheit im Grundzustand halten. Typischerweise ist die Entriegelungsenergie eine gleiche Energieart wie die Verriegelungsenergie, alternativ können aber die beiden Energien auch unterschiedliche Energiearten aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann nur bei Anliegen eines bei dem Aufnehmen der die Verriegelungseinheit tragenden Aufnahmeplatte in der Ablagestation übermittelten Signals die Zuführvorrichtung gegen die sie in der Schließposition haltende Schließkraft in eine geöffnete Position verfahren werden. Die Ent- riegelungskraft bzw. die Entriegelungsenergie ist der Verriegelungseinheit typischerweise nur nach dem Aufnehmen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte in der Ablagestation und dem Aufnehmen der roboterseitigen Aufnahmeplatte auf der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte zuführbar. Das Signal, durch das die Zuführvorrichtung in die geöffnete Position verfahrbar ist, kann ein elektrisches Signal, ein hydraulisches Signal und/oder ein pneumatisches Signal sein. Alle Übertragungswege sind im Bereich der Industrieroboter bereits erprobt und erlauben ein zuverlässiges Schalten der Zuführvorrichtung zwischen den verschiedenen möglichen Zuständen. Vor- zugsweise erzeugt ein Induktionskoppler das Signal, das in diesem Fall ein elektrisches Signal bzw. ein magnetisches Signal ist, und bzw. oder ein pneumatisches Kupplungsmittel, vorzugsweise ein pneumatisch betätigbarer Druckschalter erzeugt das Signal, das in diesem Fall ein pneumatisches Signal ist. Sowohl durch den Induktionskoppler als auch durch den Druckschalter wird bei einem Aufnehmen der Aufnahmeplatten in der Ablagestation, d. h. bei einem Unterschreiten eines bestimmten Mindestabstands wie oben ausgeführt, bei dem eine Induktion nachgewiesen werden kann oder ein auf den Druckschalter ausgeübter Druck nachweisbar ist, eine zuverlässige Detektion des Signals gewährleistet. Der Druckschalter kann hierzu auch ausfahrbar sein, also ein bestimmtes Stück über eine Oberfläche der jeweiligen Aufnahmeplatte herausstehen.

Es kann vorgesehen sein, dass die Verriegelungseinheit das Signal zum Entriegeln nur nach Aufnehmen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte in der Ablagestation erhält. Dies erlaubt eine weitere Sicherung gegen ungewolltes

Verriegeln bzw. Entriegeln, da das Signal nur übermittelt wird, wenn sich beide Aufnahmeplatten an der hierfür vorgesehenen Position befinden. Vorzugsweise wird das Signal nur übermittelt, wenn auch die roboterseitige Aufnahmeplatte auf der in der Ablagestation gehaltenen werkzeugseitigen Auf- nahmeplatte aufliegt. Die Verriegelungseinheit kann einen aktiven Teil und einen passiven Teil umfassen. Der aktive Teil weist mindestens ein bewegbares Element auf, das zum Verriegeln an den passiven Teil verfahrbar ist. Hierdurch wird eine mechanisch feste Verbindung erzeugt. Typischerweise sind mehrere derartige be- wegbare Elemente vorgesehen. Der aktive Teil kann an der roboterseitigen

Aufnahmeplatte und der passive Teil an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte angeordnet sein. Alternativ ist der passive Teil an der roboterseitigen Aufnahmeplatte angeordnet und der aktive Teil an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte. Sofern der aktive Teil und der passive Teil vorgesehen sind, soll die die Verriegelungseinheit tragende Aufnahmeplatte diejenige sein, die den aktiven, also den beweglichen Teil aufweist.

Zum zuverlässigen Schalten der Zuführvorrichtung zwischen verschiedenen Positionen bzw. Zuständen bei Anwendung pneumatischer Bauelemente kann diese zumindest ein erstes Wegeventil umfassen. Wegeventile sind in der

Pneumatik als zuverlässige Schaltelemente bekannt. Vorzugsweise ist das Wegeventil ein 5/2-Wegeventil oder ein 3/2-Wegeventil.

Es kann vorgesehen sein, dass die Zuführvorrichtung durch ein zweites Wege- ventil schaltbar ist. Das Schalten über das Wegeventil weist den Vorteil auf, dass eine zusätzliche Sicherung gegen ein ungewolltes Verriegeln und Entriegeln gegeben ist, da nun sowohl die Zuführvorrichtung als auch das Wegeventil in die entsprechenden Positionen geschaltet werden müssen, um die Entriegelungskraft zuzuführen. Vorzugsweise ist dieses zweite Wegeventil in der Ablagestation angeordnet, um ausschließlich bei erfolgter Aufnahme der beiden Aufnahmeplatten in der Ablagestation die Entriegelungskraft zuführen zu können. Besonders vorzugsweise umfasst das Wegeventil ein

3/2-Wegeventil oder ein 5/2-Wegeventil oder ist ein derartiges Wegeventil. Neben dem ersten Wegeventil und dem zweiten Wegeventil kann die Zuführ- Vorrichtung auch ein Mittel zum Zuführen der Energie umfassen, beispielsweise eine Stromquelle oder eine Druckluftquelle.

Das erste Wegeventil und bzw. oder das zweite Wegeventil können durch eine elektromagnetische Kraft, eine hydraulische Kraft und bzw. oder pneumatisch durch eine pneumatische Kraft, also eine Druckluftbeaufschlagung schaltbar sein. Beide Wegeventile weisen typischerweise eine Schließstellung auf, in der sie durch eine elektromagnetische Kraft, einen Luftdruck und bzw. oder eine Federkraft verbleiben, solange keine Energie zum Schalten in einen anderen Zustand zugeführt wird.

Das Kupplungsmittel, über den der Energiefluss zu der Verriegelungseinheit erfolgt, kann bei Verwenden einer pneumatischen bzw. hydraulischen Energie eine Kupplung und einen Nippel umfassen. Bei Verwenden einer elektromagnetischen Energie kann das Kupplungsmittel einen Stecker und eine Buchse aufweisen. Ein Teil des Kupplungsmittels, z. B. die Buchse oder der Nippel, sind dann an einer der Aufnahmeplatten, beispielsweise der roboterseitigen Aufnahmeplatte angeordnet, während der korrespondierende andere Teil, z. B. der Stecker oder die Kupplung, an der der anderen Aufnahmeplatte, beispielsweise der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte angeordnet sind. Alternativ kann auch der erste Teil des Kupplungsmittels an einer der beiden Aufnahmeplatten angeordnet sein und der zweite Teil ist an der Ablagestation angebracht. Über das Kupplungsmittel kann Energie von einer der Aufnahmeplatten zur anderen geführt werden kann oder Energie von der Ablagestation zu einer oder beiden der Aufnahmeplatten geführt werden. Das Kupplungsmittel kann auch mehrteilig sein, wobei eine erste Kupplung zwischen der Ablagestation und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte und eine zweite Kupplung zwischen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte und der roboterseitigen Aufnahmeplatte vorgesehen sein kann.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Recheneinheit, die ausgebildet ist, das Aufnehmen der roboterseitigen Aufnahmeplatte und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte sowie das Verfahren der Zuführvorrichtung in eine geöffnete Position durch Ausgeben des Signals zu steuern. Hierdurch kann die Vorrichtung vollautomatisch bedient werden und beispielsweise durch ein Teach-in-Verfahren die üblichen Abläufe beim Verriegeln und Entriegeln bereitgestellt werden. Natürlich kann auch das Übermitteln des Signals bzw. das Schalten der Zuführvorrichtung und der Verriegelungseinheit manuell erfolgen. Die Recheneinheit umfasst typischerweise einen Computer, der zum Steuern eines Industrieroboters ausgelegt ist.

Vorzugsweise ist an der Verriegelungseinheit ein Luftsteuermodul vorgesehen, sofern eine pneumatische Betätigung erfolgt. Das Luftsteuermodul kann ebenfalls über die Recheneinheit angesteuert werden und erlaubt eine genauere Druckluftbeaufschlagung.

Ein Verfahren zum Verriegeln und Entriegeln einer roboterseitigen Auf- nahmeplatte eines Roboters und einer werkzeugseitigen Aufnahmeplatte um- fasst mehrere Schritte. Zunächst wird die werkzeugseitige Aufnahmeplatte in der Ablagestation aufgenommen und gehalten. Nachfolgend wird die roboter- seitige Aufnahmeplatte auf die werkzeugseitige Aufnahmeplatte aufgebracht, so dass beide Aufnahmeplatten von der Ablagestation gehalten werden. Al- ternativ werden, sofern die werkzeugseitige Aufnahmeplatte und die mit der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte durch eine Verriegelungseinheit verbundene roboterseitige Aufnahmeplatte bereits in verbundenem Zustand vorliegen, beide Aufnahmeplatten in diesem Zustand in der Ablagestation abgelegt. Eine Zuführvorrichtung wird durch eine Schließkraft in einer Schließposition gehal- ten. Gegen die Schließkraft wird die Zuführvorrichtung nach dem Aufnehmen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte in der Ablagestation in eine geöffnete Position verfahren.

Dadurch, dass die Zuführvorrichtung nun in einer geöffneten Position ist, wird die Entriegelungsenergie zu der Verriegelungseinheit geleitet. Diese Zuleitung erfolgt über die Ablagestation, die Zuführvorrichtung und ein Kupplungsmittel, das die Ablagestation direkt oder indirekt mit der die Verriegelungseinheit tragenden Aufnahmeplatte verbindet. In der Verriegelungseinheit wird die Entriegelungsenergie in eine Entriegelungskraft umgesetzt, wobei die

Entriegelungskraft die ihr entgegenwirkende Verriegelungskraft überkompensiert. Die Verriegelungseinheit wird hierdurch aus einem Grundzustand, in dem die Verriegelungseinheit verriegelt ist, in einen entriegelten Zustand bewegt. Falls die beiden Aufnahmeplatten beim Aufnehmen in der Ablagestation verbunden waren, erfolgt nun ein Entfernen der von der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte getrennten, da entriegelten, roboterseitigen Aufnahmeplatte.

Das Zuführen der Entriegelungsenergie wird anschließend beendet, unabhängig davon, ob die roboterseitige Aufnahmeplatte von der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte entfernt wurde oder beide noch in Kontakt mit- einander stehen. Durch das Beenden des Zuführens der Entriegelungskraft wird die Zuführvorrichtung in die Schließposition zurückgeführt und die Verriegelungseinheit verriegelt. Falls die beiden Aufnahmeplatten beim Aufnehmen in der Ablagestation voneinander getrennt waren, erfolgt nun ein Entfernen der mit der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte verbundenen roboterseitigen Aufnahmeplatte.

Durch das Verfahren wird ein zuverlässiges Verriegeln und Entriegeln und somit ein Verbinden und Trennen der roboterseitigen Aufnahmeplatte mit der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte ermöglicht. Das Verfahren wird typischerweise mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführt, bzw. die beschriebene Vorrichtung ist zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens geeignet.

Es kann vorgesehen sein, dass bei dem Aufnehmen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte in der Ablagestation oder bei dem Aufnehmen der roboterseitigen Aufnahmeplatte auf der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte eine Bewegung der jeweiligen Aufnahmeplatte in Richtung der Ablagestation gestoppt wird und erst nach Registrieren des Signals fortgeführt wird. Dies erlaubt es, dass die Aufnahmeplatte sicher in der Ablagestation aufgenommen wird, da das Signal nur bei Unterschreiten eines bestimmten Mindestabstands übermittelt wird.

In einem weiteren Schritt des Verfahrens kann ein Signal übermittelt werden, das nach dem Aufnehmen der roboterseitigen Aufnahmeplatte und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte erzeugt wird. Dieses Signal geht an die Zuführvorrichtung. Nach einem Empfang des Signals wird die Zuführvorrichtung gegen die Schließkraft in eine geöffnete Position verfahren. Es kann vorgesehen sein, dass eine Recheneinheit das Verfahren steuert und vorzugsweise automatisiert durchführt. Hierdurch ist eine manuelle Bedienung nicht mehr nötig, und das Verfahren kann schnell und reproduzierbar ausgeführt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren 1 -43 beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht auf eine roboterseitige Aufnahmeplatte, eine werkzeugseitige Aufnahmeplatte und eine Ablagestation;

Fig. 2 die in Figur 1 dargestellte Anordnung in einer perspektivischen

Ansicht von unten;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Anord- nung;

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines pneumatischen Schaltkreises der Vorrichtung; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Ablagestation, auf der die miteinander verbundenen Aufnahmeplatten abgelegt werden;

Fig. 6 ein schematisches Schaltbild des Pneumatikkreises während der in der Figur 5 dargestellten Annäherung;

Fig. 7 eine Figur 5 entsprechende Ansicht, bei der die verbundenen

Aufnahmeplatten weiter an die Ablagestation genähert werden; Fig. 8 eine Figur 5 entsprechende Ansicht, bei der die verbundenen

Aufnahmeplatten auf der Ablagestation abgelegt sind;

Fig. 9 eine Schnittansicht eines Druckschalter während des Ablegens der beiden Aufnahmeplatten auf der Ablagestation;

Fig. 10 eine Figur 9 entsprechende Ansicht des Druckschalters unter

Druckluftbeaufschlagung;

Fig. 11 ein schematisches Schaltbild des Pneumatikkreises in der in

Figur 10 dargestellten Situation; Fig. 12 eine Figur 5 entsprechende Ansicht, bei der die werkzeugseitige

Aufnahmeplatte in der Ablagestation verbleibt und die roboter- seitige Aufnahmeplatte von der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte getrennt wird;

Fig. 13 eine Figur 9 entsprechende Ansicht des Druckschalters während der in Fig. 12 gezeigten Situation;

Fig. 14 ein Figur 4 entsprechendes schematisches Schaltbild des

Pneumatikkreises während der in Figur 12 gezeigten Situation;

Fig. 15 eine Figur 5 entsprechende Ansicht bei einem weiteren Abheben der roboterseitigen Aufnahmeplatte; Fig. 16 eine Figur 5 entsprechende Ansicht bei einem noch weitergehenden Abheben der roboterseitigen Aufnahmeplatte;

Fig. 17 eine Figur 5 entsprechende Ansicht, bei der die roboterseitige

Aufnahmeplatte gegenüber der in Figur 16 dargestellten Situa- tion nochmals weiter von der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte entfernt wurde;

Fig. 18 eine Figur 9 entsprechende Darstellung des Druckschalters in der in Figur 17 gezeigten Situation;

Fig. 19 eine Figur 4 entsprechende Darstellung des Pneumatikkreises in der in Figur 17 gezeigten Situation;

Fig. 20 eine Figur 5 entsprechende Darstellung, bei der die roboter- seitige Aufnahmeplatte an die werkzeugseitige Aufnahmeplatte angenähert wird;

Fig. 21 eine Figur 5 entsprechende Ansicht bei einer weiteren Annäherung der roboterseitigen Aufnahmeplatte; eine Figur 5 entsprechende Ansicht bei einer gegenüber dem in Figur 21 gezeigten Zustand weitergehenden Annäherung der roboterseitigen Aufnahmeplatte; eine Figur 5 entsprechende Ansicht bei einer gegenüber dem in Fig. 21 gezeigten Zustand noch weitergehenden Annäherung der roboterseitigen Aufnahmeplatte; eine Figur 5 entsprechende Darstellung bei einem Aufnehmen der roboterseitigen Aufnahmeplatte auf der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte; eine Figur 4 entsprechende Darstellung des Pneumatikkreises in der in Figur 24 gezeigten Situation vor dem Entriegeln; eine Figur 4 entsprechende Darstellung des Pneumatikkreises in der in Figur 24 gezeigten Situation im entriegelten Zustand; eine Figur 5 entsprechende Darstellung, bei der die roboter- seitige Aufnahmeplatte auf der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte aufliegt; eine Figur 4 entsprechende Darstellung des Pneumatikkreises in der in Figur 27 dargestellten Situation; ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Figur 5 entsprechenden Ansicht, bei dem die Druckluftzufuhr zum Verriegeln und zum Entriegeln über die werkzeugseitige Aufnahmeplatte und nicht mehr über die roboterseitige Aufnahmeplatte erfolgt; eine Figur 4 entsprechende Darstellung des Pneumatikkreises für die in Figur 29 dargestellte Konfiguration; eine Figur 5 entsprechende Darstellung des in Figur 29 gezeigten Ausführungsbeispiels, bei dem die verbundenen Aufnahmeplatten auf der Ablagestation abgelegt werden; Fig. 32 eine Figur entsprechende Ansicht der in Figur 29 gezeigten Ausführungsform, bei der die verbundenen Aufnahmeplatten auf der Ablagestation abgelegt sind;

Fig. 33 eine Figur 5 entsprechende Ansicht der in Figur 29 gezeigten

Ausführungsform, bei der die roboterseitige Aufnahmeplatte von der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte getrennt wird; Fig. 34 eine Figur 5 entsprechende Ansicht der in Figur 29 gezeigten

Ausführungsform, bei der die roboterseitige Aufnahmeplatte vollständig getrennt von der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte ist; Fig. 35 eine Figur 4 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Schaltkreises mit lediglich einem Ventil;

Fig. 36 eine perspektivische Draufsicht auf die Ablagestation mit beiden Aufnahmeplatten, bei der sowohl an der Ablagestation als auch an einer der Aufnahmeplatten ein Induktionskoppler angeordnet ist;

Fig. 37 eine Draufsicht auf die in Figur 36 gezeigte Anordnung; Fig. 38 eine Figur 4 entsprechende Darstellung eines Schaltkreises, bei dem ein Signal über einen elektrischen Schalter vermittelt wird;

Fig. 39 eine Figur 7 entsprechende Darstellung eines Schaltkreises, bei dem zwei Ventile zum Schalten vorgesehen sind, die beide über einen elektrischen Schalter betätigt werden;

Fig. 40 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung einer Schaltkreises, bei dem von der Ablagestation über einen Schalter die Energie der Verriegelungseinheit zugeführt wird;

Fig. 41 eine perspektivische Darstellung eines Kupplungsmittels; Fig. 42 eine Schnittansicht des in Fig. 41 dargestellten Kupplungsmittels in offenem Zustand, und Fig. 43 eine Fig. 42 entsprechende Ansicht im geschlossenen Zustand.

In Figur 1 ist in einer perspektivischen Draufsicht eine Ablagestation 1 dargestellt, in der eine werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 und eine roboterseitige Aufnahmeplatte 3 abgelegt werden können. Die Ablagestation 1 ist ein Teil eines Werkzeugwechselsystems, bei dem mehrere werkzeugseitige Aufnahmeplatten, an denen verschiedene Werkzeuge befestigt sind, an der Ablagestation 1 vorgehalten werden, um bei Bedarf aufgenommen und eingesetzt werden zu können. Die Ablagestation 1 weist einen Zapfen 4 auf, der mit einer Halterung 5 der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 derart in Verbindung stehen kann, dass die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 von der Ablagestation 1 gehalten wird. Die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 kann auf die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 aufgebracht und von dieser gehalten werden. Hierfür weist die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 mehrere Führungszapfen 6 auf, die in entsprechende Aussparungen der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 eingeführt werden können und somit die Platte halten. Die Ablagestation 1 weist einen Druckluftzuführer 7 auf, der seitlich an der Ablagestation 1 angeordnet ist und mit einem korrespondierenden Bauteil der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 in Verbindung gebracht werden kann. Sowohl an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 als auch an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 ist ein Luftsteuermodul 8 angeordnet, durch welches die beiden Platten mit Druckluft versorgt werden können. An der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 ist eine Schweißzange als Werkzeug angeordnet; außerdem können mehrere Luft- durchführungen oder Stecker für Elektrizität an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 oder der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet sein. Die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 ist typischerweise an einem Industrieroboter mit sechs Achsen befestigt. Der Industrieroboter ist durch verschiedene werkzeugseitige Aufnahmeplatten 2 mit unterschiedlichen Werkzeugen bestückbar und kann somit variabel für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden. Der Industrieroboter wird durch einen Computer angesteuert. Dieser Computer führt automatisiert auch das Verfahren zum Verbinden bzw. Trennen der beiden Aufnahmeplatten 2 und 3 durch.

Figur 2 zeigt die in Figur 1 dargestellte Anordnung in einer perspektivischen Ansicht von unten. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser Figur wie auch in den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. In Figur 3 ist eine Draufsicht auf die in den Figuren 1 und 2 in perspektivischer Ansicht dargestellte Anordnung gezeigt. Die roboterseitige Aufnahmeplatte 3, die normalerweise an einem Ende eines Arms des Industrieroboters befestigt ist, befin- det sich fluchtend über der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2, die von der

Ablagestation 1 gehalten wird. Ebenso finden sich die beiden Luftsteuermodu- le 8 fluchtend übereinander. Die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 weist einen mittig gelegenen Stempel auf, der als aktives Teil einer Verriegelungseinheit dient und in eine korrespondierende Öffnung 29 der werkzeugseitigen Auf- nahmeplatte 2 einführbar ist. Der Stempel drückt durch einen Kolben zum

Verriegeln mehrere Kugeln nach außen, die in einen Ring der mittig gelegenen Öffnung 29 eingreifen und somit die beiden Aufnahmeplatten 2 und 3 miteinander verbinden und halten. Eine Vorzentrierung der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 erfolgt über drei Führungszapfen 6, die an der werkzeugseiti- gen Aufnahmeplatte 2 um die Öffnung 29 herum angeordnet sind und in korrespondierende Aufnahmelöcher der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 greifen. Eine endgültige Zentrierung erfolgt über die Öffnung 29 und den Stempel. In weiteren Ausführungsformen kann natürlich auch die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 den aktiven Teil umfassen und die roboterseitige Aufnahme- platte 3 den passiven Teil. Die Verriegelungseinheit ist dazu eingerichtet, in einem Grundzustand zu verbleiben, in dem sie durch eine Verriegelungskraft bzw. eine Verriegelungsenergie verriegelt ist, und nur unter Zufuhr einer Entriegelungsenergie bzw. einer Entriegelungskraft in einen entriegelten Zustand bewegbar zu sein.

Figur 4 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Schaltkreises mit einem Verriegelungsmechanismus. Die Verriegelungseinheit 9 wird durch eine Feder 10 in dem in Figur 4 gezeigten verriegelten Grundzustand gehalten. Die Verriegelungseinheit 9 umfasst mehrere Kugeln oder Bolzen, die an der roboterseiti- gen Aufnahmeplatte 3 angeordnet sind und in die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 im verriegelten Zustand eingreifen. Diese Kugeln werden hierzu durch einen durch Luftdruck betätigbaren Kolben in eine Struktur hierzu geeignete Struktur der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte gedrückt. Dieser Kolben ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Über eine an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnete Druckluftquelle 11 und ein 3/2-Wegeventil 12 wird über einen Schlauch 13 Luftdruck zu der Verriegelungseinheit 9 geführt, so dass der verriegelte Zustand sowohl durch die Feder 10 als auch durch den beaufschlagten Luftdruck aufrechterhalten wird. Das 3/2-Wegeventil 12 bildet somit einen Teil einer Zuführvorrichtung und ist dazu ausgebildet, die Verriegelungseinheit 9 durch Druckluftzufuhr im geschlossenen Zustand zu halten bzw. diese Druckluftzufuhr zum Entriegeln zu unterbinden. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Zuführvorrichtung auch ein Schalter oder ein anderes betätigbares Element sein.

Das 3/2-Wegeventil 12 wird durch eine Feder 14 in einer geschlossenen Position gehalten. Alternativ oder zusätzlich kann das Wegeventil 12 auch durch eine elektromagnetische Kraft oder eine Beaufschlagung mit Druckluft bzw. hydraulisch in dieser Position gehalten werden oder durch eine der genannten Kräfte bzw. Energien in einen anderen Zustand geschaltet werden. Die Verriegelungseinheit 9 kann durch Druckluftbeaufschlagung in eine entriegelte Position verfahren werden, sofern die Druckluftzufuhr über den Schlauch 13 unterbunden wird. In der in Fig. 4 dargestellten Position des 3/2-Wegeventils 12 muss somit gegen eine Federkraft der Feder 14 das Wegeventil 12 bewegt werden, so dass über den Schlauch 13 keine Druckluftzufuhr mehr erfolgen kann. Die zum Entriegeln benötigte Druckluft kann über die Ablagestation 1 oder das Wegeventil 12 bzw. sowohl über die Ablagestation 1 als auch das Wegeventil 12 zugeführt werden.

Das Wegeventil 12 ist in der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet und über ein Druckventil 15 zwischen zwei Zuständen schaltbar, d. h. dass das Wegeventil 12 durch das Druckventil 15 mit Druckluft beaufschlagt wird und somit in einen anderen Zustand geschaltet wird. Das Druckventil 15 ist ebenfalls an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet und kann über ein 3/2-Wegeventil 16 mit Druckluft beaufschlagt werden. Das Wegeventil 16 ist in der Ablagestation 1 angeordnet und kann über eine Kupplung 17 die Druck- luft zu dem Druckventil 15 führen. Das Wegeventil 16 als weiterer Teil der

Zuführvorrichtung wird durch eine elektromagnetische Kraft in einer geschlos- senen Stellung gehalten und kann durch einen manuell oder automatisch betätigbaren Schalter 18 ebenfalls durch eine elektromagnetische Kraft in einen Zustand verfahren werden, in dem eine Druckluftquelle 19 über die Ablagestation 1 und die Kupplung 17 das Druckventil 15 mit Druckluft beauf- schlagt. Hierdurch wird nicht nur die Verriegelungseinheit 9 in ihrer linken

Hälfte mit Druckluft beaufschlagt, sondern gleichzeitig das Wegeventil 12 geschlossen, so dass die Druckbeaufschlagung an der rechten Seite des Wegeventils 12 unterbleibt und das Wegeventil 12 gegen die Federkraft in einen entriegelten Zustand bewegt wird. In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Wegeventil 12 auch an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 oder an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet sein. Somit bilden das Wegeventil 12 und das Wegeventil 16 die Zuführvorrichtung.

In weiteren Ausführungsformen kann auch der in Figur 4 gestrichelt dar- gestellte Weg verwendet werden, bei dem über einen Druckschalter 20 als

Kupplungsmittel zwischen der roboterseitige Aufnahmeplatte 3 und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 und einen weiteren Druckschalter 21 als weiteres Kupplungsmittel, der zwischen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 und der Ablagestation 1 angeordnet ist, die Druckluft zu dem Druckventil 15 in der Verriegelungseinheit 9 geführt wird. Statt eines reinen Druckschalters kann als Kupplungsmittel, über das ein Energiefluss von der Druckluftquelle 19 zu der Verriegelungseinheit 9 erfolgt, auch ein Nippel und eine Düse oder, bei einer elektromagnetischen Energiezuführung über einen Stecker und eine Buchse erfolgen. Das Kupplungsmittel ist somit in dem dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel zwischen der Ablagestation 1 und der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet, wobei in Fig. 4 und den weiteren Figuren sämtliche unterhalb der Kupplung 17 bzw. des Druckschalters 21 gezeichneten Elemente an der Ablagestation 1 angeordnet sind und sämtliche rechts und oberhalb der Kupplung 17 bzw. oberhalb des Druckschalters 20 gezeichneten Elemente an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet sind. Der Weg zwischen dem Druckschalter 20 und dem Druckschalter 21 verläuft als Schlauch oder sonstige Führung an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2. In weiteren Ausführungsformen kann die Druckluftquelle 11 oder die Druckluftquelle 19 bzw. eine andere Energiequelle, die die Entriegelungsenergie bereitstellt, auch an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 angeordnet sein. In Figur 5 ist in einer perspektivischen Ansicht die Ablagestation 1 dargestellt, auf der die miteinander verbundenen und verriegelten Aufnahmeplatten 2 und 3 abgelegt werden. Anhand der Figuren 5 bis 28 wird das Verfahren veranschaulicht, mit dem die beiden Aufnahmeplatten 2 und 3 voneinander ge- trennt bzw. miteinander verbunden werden können.

Die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 umfasst nicht nur die Verriegelungseinheit 9, sondern auch sämtliche Schläuche zum Zuführen der Druckluft zu der Verriegelungseinheit 9. Die Druckluft wird somit in dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel nicht über die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 geleitet. Statt der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Luftsteuermodule 8 verlaufen somit bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich Druckluft- kabel an der Außenseite der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3. An der Ablagestation 1 ist ein Druckschalter 22 vorgesehen, der eine eingefahrene und eine ausgefahrene Stellung je nach erfolgter Druckluftbeaufschlagung durch die Ablagestation 1 aufweisen kann und somit der Kupplung 17 entspricht. In dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist er in der eingefahrenen Position dargestellt. Der Druckschalter 22 kann mit einer korrespondierenden Betätigungsvorrichtung 23 an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 in Ver- bindung treten, sofern ein Abstand zwischen beiden Vorrichtungen einen bestimmten Wert unterschreitet. Sowohl der Druckschalter 22 als auch die Betätigungsvorrichtung 23 können als voreilende Kupplungsmittel ausgeführt sein.

In Figur 6 ist in einer Figur 4 entsprechenden Ansicht das schematische Schaltbild des Druckluftkreises dargestellt. Das Schaltbild entspricht der in

Figur 5 dargestellten Situation, bei der die Verriegelungseinheit 9 durch Druckluftbeaufschlagung über die Druckluftquelle 11 verriegelt ist und der Kupplung 17 keine Druckluft in die linke Hälfte der Verriegelungseinheit 9 weiterleitet, da die Teile 22 und 23 keinen Kontakt miteinander haben. Das We- geventil 16 ist wie in dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ein 3/2-

Wegeventil, das Wegeventil 12 ist nun jedoch ein 5/2-Wegeventil. In weiteren Ausführungsformen kann auch das Wegeventil 16 ein 5/2-Wegeventil sein.

Figur 7 zeigt in einer Fig. 5 entsprechenden Darstellung eine weitere Annähe- rung der miteinander verbundenen roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 an die Ablagestation 1. Figur 7 ist zu ent- nehmen, dass nur die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 in eine Halterung 5 der Ablagestation 1 eingreift und somit von der Ablagestation 1 gehalten wird. Ein Aufliegen der miteinander verbundenen Aufnahmeplatten 2 und 3 auf der Ablagestation 1 ist in Figur 8 in einer Figur 5 entsprechenden Darstellung ge- zeigt. Über den Druckschalter 22 kann nun die roboterseitige Aufnahmeplatte

3 mit Druckluft versorgt werden.

Figur 9 zeigt in einem Querschnitt den Druckschalter 22, auf dem die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 aufliegt. In diesem Zustand erfolgt noch keine Druckluftbeaufschlagung, und der Druckschalter 22 verbleibt im eingefahrenen Zustand.

In Figur 10 ist in einer Figur 9 entsprechenden Darstellung der Druckschalter 22 gezeigt, bei dem nun die durch Punkte angezeigte Druckluft von der Abla- gestation 1 in die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 fließen kann. Figur 11 zeigt in einer zu Figur 4 korrespondierenden Ansicht das Schaltbild zu dem in den Figuren 9 und 10 dargestellten Zustand. Der Druckschalter 22 empfängt durch das Aufliegen der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 ein Signal und schaltet das Wegeventil 16 in einen Zustand, in dem die Druckluft über die Kupplung 17 zu der Verriegelungseinheit 9 in deren linke Hälfte einströmen kann. Hier wird die zugeführte pneumatische Energie, die in weiteren Ausführungsformen auch eine hydraulische Energie sein kann, in eine pneumatische Kraft umgesetzt, so dass sich ein kräfteneutrales System ergibt, bei der die Verriegelungseinheit 9 räumlich getrennt von der Ablagestation 1 ist. Durch diese Energiezuführung ohne direkten Kontakt zwischen der Verriegelungseinheit 9 und der Ablagestation 1 kann die Verriegelungseinheit 9 beliebig an den Aufnahmeplatten 2 und 3 angeordnet sein.

Das Signal wird somit nur dann übermittelt, wenn die werkzeugseitige Auf- nahmevorrichtung 2 auf der Ablagestation 1 und die roboterseitige Aufnahmevorrichtung 3 auf der werkzeugseitigen Aufnahmevorrichtung 3 aufliegt. Die Verriegelungseinheit 9 wird jedoch in dem verriegelten Zustand gehalten, da das Druckventil 15 in dem in Figur 11 gezeigten Zustand das Wegeventil 12 noch nicht schalten kann. Über das Wegeventil 12 wird jedoch auch die rechte Hälfte der Verriegelungseinheit 9 mit Druckluft beaufschlagt. Figur 12 zeigt in einer Figur 5 entsprechenden perspektivischen Ansicht die Ablagestation 1, in der die von der Ablagestation 1 aufgenommene werkzeug- seitige Aufnahmeplatte 2 verbleibt, die nun entriegelte roboterseitige Aufnahmeplatte 3 jedoch von der Ablagestation 1 abgehoben wird. Der Druck- Schalter 22 ist weiterhin mit Druckluft beaufschlagt und wird nach dem Abheben der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 in einen ausgefahrenen Zustand bewegt. Figur 13 zeigt in einem Querschnitt wiederum den Druckschalter 22, bei dem durch Anheben der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 dieser durch die Druckluft in einen ausgefahrenen Zustand bewegt wird. In Figur 14 ist nun der auf den in Figur 11 gezeigten Zustand folgende Zustand gezeigt, bei dem durch das Druckventil 15 das Wegeventil 12 in einen Zustand bewegt wird, in dem keine Druckluft über die Druckluftquelle 11 mehr an die Verriegelungseinheit 9 gelangen kann. Gleichzeitig wird durch das Wegeventil 16 und die Kupplung 17 aber eine Druckluftzufuhr aus der Druckluftquelle 19 zu der Ver- riegelungseinheit 9 gewährleistet.

In den Figuren 15, 16 und 17 ist in einer Figur 5 entsprechenden Darstellung gezeigt, wie sich die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 weiter von der werk- zeugseitigen Aufnahmeplatte 2 entfernt. Der Druckschalter 22 verbleibt hier- bei in der ausgefahrenen Position. Figur 18 zeigt, wiederum in einem Querschnitt, den Druckschalter 22 bei einer vollständigen Trennung der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 von der Ablagestation 1. Die ausgefahrene Stellung des Druckschalters 22 wird durch die ablagestationsseitig erfolgende Beaufschlagung des Druckschalters 22 mit Druckluft erreicht.

In Figur 18 ist in einer Figur 9 entsprechenden Darstellung der Druckschalter 22 gezeigt, bei dem die Druckluftbeaufschlagung nur in der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 erfolgt, während aufgrund der räumlichen Trennung die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 nicht mehr mit Druckluft aus der Ablagesta- tion 1 versorgt wird. Figur 19 zeigt in einer Figur 4 entsprechenden schematischen Darstellung das zur Figur 18 korrespondierende Schaubild. Da aufgrund der räumlichen Trennung die Kupplung 17 kein Luftdruck mehr an die Verriegelungseinheit 9 liefern kann, schaltet das Wegeventil 12 wieder in den ursprünglichen durch die Feder 14 veranlassten Zustand, in dem das Verriege- lungsventil 9 durch die Feder 10 und die Druckluftbeaufschlagung über den

Schlauch 13 verriegelt. An dem Schlauch 13 ist ein Druckluftsensor 24 ange- ordnet, der überprüft, ob Druckluft in der ausreichenden Menge der Verriegelungseinheit 9 bereitgestellt wird. Sollte dies nicht der Fall sein, gibt der Druckluftsensor 24 ein akustisches bzw. optisches Signal aus und unterbricht das laufende Verfahren zum Verbinden der beiden Aufnahmeplatten 2 und 3.

Figur 20 zeigt in einer Figur 5 entsprechenden Darstellung, wie die roboter- seitige Aufnahmeplatte 3 vollständig von der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 und der Ablagestation 1 entfernt ist, allerdings nun wieder angenähert wird zum Aufnehmen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2. In Figur 21 ist nun ein Annähern der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 an die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 und die Ablagestation 1 gezeigt.

In den Figuren 22, 23 und 24 ist ein entsprechendes weiteres Annähern der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 an die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 und das Beaufschlagen des Druckschalters 22 mit einem von der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 vermittelten Druck dargestellt. In Fig. 23 ist dargestellt, dass die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 in ihrer Bewegung kurz gestoppt wird, wenn der Druckschalter 22 in Kontakt ist. In dieser Stellung wird das pneumatische Signal übermittelt und Druckluft kann von der Ablagestati- on 1 zu der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 gelangen. Die Bewegung der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 wird erst dann in Richtung der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 und der Ablagestation 1 weitergeführt, wenn eine Entriegelung der Verriegelungseinheit 9 über einen Entriegelungssensor de- tektiert wurde.

In Figur 25 ist in einem Figur 4 entsprechenden schematischen Schaltbild in einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt, wie bei einem Annähern der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 an die Ablagestation 1 eine erneute Druckbeaufschlagung der Verriegelungseinheit 9 erfolgt. Sobald ein bestimmter Abstand unterschritten ist (wie beispielsweise in dem in den Figuren 23 und

24 dargestellten Zustand) und über den Druckschalter 22 die beiden Aufnahmeplatten 2 und 3 miteinander in Kontakt stehen, kann die Druckluft von der Ablagestation 1 über die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 zu der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 und der Verriegelungseinheit 9 geführt werden. Figur 26 zeigt in einer Figur 4 entsprechenden schematischen Darstellung, wie die

Verriegelungseinheit 9 bei einem ausreichend hohen Druck wiederum in den entriegelten Zustand schaltet. Die zugeführte Druckluft als Entriegelungsenergie wird in der Verriegelungseinheit in die Entriegelungskraft umgesetzt. Statt Druckluft kann in weiteren Ausführungsbeispielen auch eine Flüssigkeit zum hydraulischen Ausüben der Entriegelungskraft verwendet werden.

Ein entsprechender Endzustand mit einer nun wieder verriegelten roboter- seitigen Aufnahmeplatte 3 und werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 ist in Figur 27 in einer Figur 5 entsprechenden perspektivischen Ansicht gezeigt. Das Figur 4 entsprechende schematische Schaltbild ist in Figur 28 dargestellt.

Figur 29 zeigt in einer Figur 5 entsprechenden Ansicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Druckluft über die Ablagestation 1 an die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 und von dieser über einen Schlauch 25 an die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 weitergeleitet wird. Sowohl die robo- terseitige Aufnahmeplatte 3 als auch die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 weisen jeweils ein fluchtend zueinander liegendes Luftsteuermodul 8 auf, durch das die Verriegelungseinheit 9 mit Druckluft beaufschlagt werden kann.

Figur 30 stellt den Figur 29 entsprechenden Fall in einem Figur 4 entsprechen- den schematischen Schaltbild dar. In Figur 4 als Alternative bereits eingezeichnet, erfolgt über zwei Druckschalter 20, 21 nun die Druckluftzufuhr von der Druckluftquelle 19 zu der Verriegelungseinheit 9. Die Verriegelungseinheit 9 sowie das Wegeventil 12 sind an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet und stehen über den Druckschalter 20 mit der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 in Verbindung. Diese Aufnahmeplatte 2 steht wiederum über den Druckschalter 21 mit der Ablagestation 1 in Verbindung, so dass von der Druckluftquelle 19 über die Ablagestation 1, die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 und die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 Druckluft zum Entriegeln der Verriegelungseinheit 9 zu dieser geführt werden kann. In den Figuren 31, 32, 33 und 34 ist in einer das Ausführungsbeispiel der Figur 29 beschreibenden und Figur 5 entsprechenden Perspektive das Aufbringen der miteinander verbundenen Aufnahmeplatten 2 und 3 sowie das Abheben der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 gezeigt. Der Druckschalter 22 befindet sich nun, wie man Figur 34 entnimmt, an dem Luftsteuermodul 8 der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2. Das Wegeventil 12 kann hierbei innerhalb der robotersei- tigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet sein, oder, wie in Fig. 30 angedeutet, an einer Außenseite dieser Aufnahmeplatte 3 befestigt sein.

In Figur 35 ist in einer Figur 4 entsprechenden Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schaltbilds gezeigt. Die Verriegelungseinheit 9 wird in diesem Fall über lediglich ein einziges Wegeventil 16 gesteuert, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein 5/2-Wegeventil. Das Wegeventil 16 wird durch die Feder 14 in einer geschlossenen Position gehalten, in der über die Druckluftquelle 11 die rechte Seite der Verriegelungseinheit 9 mit Druckluft beaufschlagt wird. Zusätzlich wird die Verriegelungseinheit 9 durch die von der Feder 10 erzeugte Federkraft in der verriegelten Stellung gehalten. Durch einen Taster 18, der manuell oder elektrisch betätigbar ist, kann das Wegeventil 16 in eine zweite Stellung verschoben werden, in der die Druckluftquelle 11 die rechte Seite der Verriegelungseinheit 9 nicht mehr mit Druckluft beaufschlagt, sondern vielmehr die linke Seite der Verriegelungseinheit 9 mit Druckluft versorgt. Die Verriegelungseinheit 9 und das Wegeventil 16 sind beide an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet, jedoch wird die Druckluft über zwei Kupplungsmittele 17 und 26, die zwischen der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 und der Ablagestation 1 angeordnet sind, zu der Verriegelungseinheit 9 geleitet. Die Kupplungen 17 und 26 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Druckschalter, können in weiteren Ausführungsformen auch andere Kupplungsmittel, beispielsweise ein Nippel und eine korrespondierende Kupplung, vorgesehen sein. Zwar könnte auch die komplette Druckluftversorgung über die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 erfolgen, jedoch bietet das Vorsehen der Leitung über die Ablagestation 1 und die zwei Druckschalter 17 und 26 den Vorteil, dass eine Druckluftbeaufschlagung der linken Seite der Verriegelungseinheit 9 nur dann möglich ist, wenn die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 auf der Ablagestation 1 aufliegt. Der Energiefluss der Druckluft erfolgt somit zwangsläufig über die Ablagestation 1, so dass nur an der Ablagestation der Zustand der Verriegelungseinheit 9 geändert werden kann.

In Figur 36 ist eine perspektivische Draufsicht auf die roboterseitige Aufnahmeplatte 3, die Ablagestation 1 und die werkzeugseitige Aufnahmeplatte 2 gezeigt. In dem in Figur 36 dargestellten Ausführungsbeispiel ist kein Druckschalter vorgesehen, sondern ein Signal zum Entriegeln der Verriegelungs- einheit 9 wird über einen an der Ablagestation 1 angeordneten Induktionskoppler 27 und einen weiteren, an einer der beiden Aufnahmeplatten 2 und 3 angeordneten Induktionskoppler 28 bewirkt. Durch Aufnehmen der den Induktionskoppler 28 tragenden Aufnahmeplatte 2, 3 auf der Ablagestation 1 wird ein elektromagnetisches Signal durch die Induktionskoppler 27, 28 erzeugt, das zum Entriegeln der Verriegelungseinheit 9 verwendet wird. Das Wegeventil 12 und das Wegeventil 16 können in weiteren Ausführungsformen statt pneumatischer Ventile auch Magnetventile sein. Ebenso können statt Druckschaltern auch Elektrostecker Verwendung finden.

Die in Figur 36 in perspektivischer Ansicht dargestellte Anordnung in einer Draufsicht ist in Figur 37 gezeigt. Hier ist zu erkennen, dass sich die Induktionskoppler 27 und 28 in unmittelbarer Nähe und nur minimal beabstandet voneinander befinden. Ein typischer Abstand kann hierbei zwischen 6 mm und 30 mm betragen, vorzugsweise zwischen 10 mm und 20 mm.

Figur 38 zeigt in einer Figur 4 entsprechenden schematischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schaltbilds. Die Verriegelungseinheit 9 ist wiederum über das Wegeventil 16 verriegelbar und entriegelbar, die Energie zum Schalten des Wegeventils 16 wird nun aber über einen Stecker 37 und eine korrespondierende Buchse 36 als elektrische Energie übermittelt. Das Signal zum Ändern des Zustands des Wegeventils 16 erfolgt nun jedoch über die Induktionskoppler 27 und 28, die ein elektrisches Signal an das Wegeventil 16 übermitteln.

Figur 39 stellt in einer Figur 4 entsprechenden Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schaltbilds dar, bei dem wiederum über die Induktionskoppler 27 und 28 ein Signal erzeugt wird und über die Buchse 36 und den Stecker 37 elektrische Energie auf die roboterseitige Aufnahmeplatte 3 ge- bracht wird. Dieses Signal steuert nun sowohl das Wegeventil 16 als auch das

Wegeventil 12 an, so dass aus einer einzigen Druckluftquelle 11, die an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet ist, die Druckluftbeaufschlagung der Verriegelungseinheit 9 erfolgt. Statt lediglich zwei Induktionskopp- lern 27 und 28 können auch jeweils zwischen der Ablagestation 1 und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 sowie zwischen der werkzeugseitigen

Aufnahmeplatte 2 und der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 entsprechende Induktionskoppler vorgesehen sein. In weiteren Ausführungsbeispielen kann auch nur zwischen der Ablagestation 1 und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 ein Induktionskoppler und zwischen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 und der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 ein Druckschalter vorgese- hen sein oder umgekehrt. In weiteren Ausführungsformen kann auch der gestrichelt eingezeichnete Weg über die zwischen der Ablagestation 1 und der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 befindliche Kupplung 21 und die zwischen der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 und der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 befindliche Kupplung 20 genommen werden, um der Verriege- lungseinheit 9 über die Wegeventile 12 und 16 Druckluft zum Entriegeln zuzuführen. Das übermittelte Signal schaltet nun parallel die beiden Wegeventile 12 und 16.

Eine Minimalkonfiguration ist in einer Fig. 4 entsprechenden Darstellung in Figur 40 gezeigt. Die Druckluftquelle 11, die in weiteren Ausführungsbeispielen auch die Quelle einer hydraulischen Energie oder einer elektromagnetischen Energie sein kann, ist wiederum an der Ablagestation 1 angeordnet, kann in weiteren Ausführungsbeispielen aber auch an der werkzeugseitigen Aufnahmeplatte 2 oder der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet sein und schickt die Druckluft über einen Schalter 38, der je nach verwendeter Energieform als Wegeventil oder elektrischer bzw. magnetischer Schalter ausgebildet sein kann, und das Kupplungsmittel 30 zu der Verriegelungseinheit 9. Das Kupplungsmittel 30 kann ein Druckschalter sein, aber auch ein Nippel und eine Kupplung bzw. einen Stecker und eine Buchse umfassen, von denen der eine Teil an der die Verriegelungseinheit tragenden Aufnahmeplatte 2, 3 und der andere Teil an der die Verriegelungseinheit 3 nicht tragenden Aufnahmeplatte 2, 3 oder der Ablagestation 1 angeordnet sein kann. Die Verriegelungseinheit 9 wird durch eine Federkraft, eine hydraulische Kraft, eine elektromagnetische Kraft, eine pneumatische Kraft, einen Motor oder eine beliebige Kombination der genannten Kräfte im verriegelten Zustand gehalten und erst bei Zuführen der Druckluft oder einer anderen passenden Energieform aus der Quelle 11 in den entriegelten Zustand bewegt.

In Figur 41 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Kupplungsmittel 30 dargestellt. Ein Oberteil des Kupplungsmittels 30 ist an der roboterseitigen Aufnahmeplatte 3 angeordnet, während von der Ablagestation ein Unterteil 32 in eine korrespondierende Aussparung des Oberteils einführbar ist. Dieses Kupplungsmittel 30 kann beispielsweise die beiden Druckschalter 17 und 26 der Fig. 35 ersetzen und ermöglicht eine Druckluftversorgung der Verriegelungseinheit 9 über die Ablagestation.

Figur 42 zeigt das Kupplungsmittel 30 in einer Schnittdarstellung in einem geöffneten Zustand. Durch einen in dem Oberteil 31 angeordneten Kanal 33 fließt Druckluft, die das Oberteil jedoch durch eine nach unten weisende, mittig angeordnete Öffnung 34 verlässt. Nachdem, wie in dem in Figur 43 gezeigten geschlossenen Zustand, das Unterteil 32 durch eine Feder in diese Öffnung gedrückt wurde, kann die Druckluft den Kanal 33 nicht mehr durch die Öffnung 34 verlassen. Stattdessen weist das Unterteil 32 einen Durchgang in dem in die Öffnung 34 eingeführten Zapfen auf, durch den die Druckluft in den dem Kanal 33 fluchtend gegenüberliegend angeordneten Kanal 35 des Oberteils 31 gelangen kann. Somit wird die Druckluft über die Ablagestation 1 geleitet und nur in diesem Fall kann die Druckluft zu dem Kanal 35 und der dahinter angeordneten Verriegelungseinheit 9 gelangen. Das Kupplungsmittel 30 agiert in diesem Fall also auch als Zuführvorrichtung für die Druckluft.

Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.

Bezugszeichenliste:

1 Ablagestation

2 werkzeugseitige Aufnahmeplatte

3 roboterseitige Aufnahmeplatte

4 Zapfen

5 Halterung

6 Führungszapfen

7 Druckluftzuführer

8 Luftsteuermodul

9 Verriegelungseinheit

10 Feder

11 Druckluftquelle

12 Wegeventil

13 Schlauch

14 Feder

15 Druckventil

16 Wegeventil

17 Kupplung

18 Schalter

19 Druckluftquelle

20 Druckschalter

21 Druckschalter

22 Druckschalter

23 Betätigungsvorrichtung

24 Druckluftsensor

25 Schlauch

26 Kupplung

27 Induktionskoppler

28 Induktionskoppler

29 Öffnung

30 Kupplungsmittel

31 Oberteil

32 Unterteil

33 Kanal

34 Öffnung 35 Kanal 36 Buchse 37 Stecker 38 Schalter