CN109822475A - 夹具、尤其以吸持夹具或夹钳形式的气动操作的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夹具(100)并且尤其涉及以吸持夹具或夹钳形式的气动操作的夹具(100)。所述夹具(100)具有夹具支架(3.1,3.2)，经由该夹具支架所述夹具(100)优选地能够可拆卸地与操纵器、机器人臂或类似者连接。所述夹具(100)还具有至少一个夹持构件(2.1,2.2)，该夹持构件与所述夹具支架(3.1,3.2)连接且被实现为使得可通过操纵至少一个夹持构件(2.1,2.2)来夹持待夹持的物体或工件。为了使由所述夹具(100)能够柔和地夹持待夹持的物体，其中在所述待夹持的物体被操纵时不仅所述待夹持的物体而且所述夹具的所述至少一个夹持构件有效地被保护免于损坏，根据本发明设置成，所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)至少在某一区域中具有植绒部(5)，在所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)被操纵时该区域与所述待夹持的物体/工件接触的。

Description

夹具、尤其以吸持夹具或夹钳形式的气动操作的夹具

技术领域

本发明涉及一种夹具、尤其以吸持夹具或夹钳形式的气动操作的夹具。

背景技术

这样的夹具的原理是现有技术中已知的。作为对此的示例引用文件DE 19 855630 B4，其涉及以夹钳形式的气动操作的夹具。作为另外的示例引用文件DE 20 2005 007145 U1，其涉及用于吸住和保持工件的吸持夹具。

不管其设计方案如何，夹具常常结合工业机器人使用以用于操作不同类型的物体。实施为吸持夹具的夹具常常是需要的，以为了吸住、升起物体且可将物体运送到不同的位置。为此吸持夹具常常具有柔性的吸盘，该吸盘限定可连接到真空源的抽吸空间且在周围的前部边界区域中具有抽吸开口以及相对而置的后端区域。吸盘的抽吸开口常常利用密封唇形成，该密封唇抵接或贴靠在待操作的物体(夹持物/工件)的表面处且然后围住在吸盘和物体表面之间的抽吸空间，该抽吸空间可相应地被抽真空。由此吸盘紧贴地靠放到物体的表面处且气动地保持物体。

已经证实这样的吸持夹具是有价值的，尤其在例如在汽车工业中对金属板进行搬运时。

以夹钳形式的夹具通常具有两个钳形的可相对于彼此枢转的或可沿着合适的引导部相对于彼此线性移位的刚性夹爪，这些夹爪利用面向彼此的夹持面从相对的两侧抓住且夹紧待夹持的物体。

但是使用目前已知的夹具系统——不管是吸持夹具还是夹钳——来操作尤其易断裂的和/或易变形的物体就目前而言可能性不大。这尤其是因为，借助于吸持夹具或夹钳对物体进行受控制的搬送要求待操作的物体相应地是不易变形的且不易断裂的。

此外，在使用夹具系统以用于操作物体时，不可避免的是，夹具的所述至少一个夹持构件(在夹具实施为吸持夹具时为吸盘或者是具有夹爪的夹钳)形成接触，这在某些情况下导致对尤其待夹持的物体的表面的损害。

发明内容

本发明的任务是，给出本文一开始提及类型的夹具，该夹具能够柔和地夹持待夹持的物体，其中在操作待夹持的物体时不仅所述待夹持的物体而且所述夹具的所述至少一个夹持构件有效地受到保护而免于损坏。

尤其应给出一种夹具，籍此可无压痕地且无痕迹地搬送夹持物。

该任务通过根据本发明的独立权利要求1的主题予以解决，其中根据本发明的夹具的有利的改进方案在对应的从属权利要求中给出。

相应地，本发明尤其涉及一种夹具，该夹具具有夹具支架以及至少一个夹持构件。所述夹具可经由夹具支架优选可拆卸地与操纵器、机器人臂或类似者连接。所述夹具的所述至少一个夹持构件与所述夹具支架连接且被实现为可通过操纵所述至少一个夹持构件来夹持待夹持的物体/工件。

为了能够尽可能柔和地夹持待夹持的物体且有效地避免损坏所述待夹持的物体的表面和/或所述至少一个夹持构件的表面，根据本发明尤其设置成，所述至少一个夹持构件至少在一区域中具有植绒部，在操纵所述至少一个夹持构件时该区域与所述待夹持的物体/工件接触。

作为所述植绒部的另外的重要的特性值得注意的是，所述植绒部还防止在所述待夹持的物体上留下所述夹具的压痕/痕迹。这样的压痕或者痕迹一方面由于美观原因常常是不允许的且在最不好的情况下甚至会妨碍进一步的无缺陷表面处理，例如对所述夹持物体上漆。要求无压痕表面的典型表面处理还包括表面金属化和/或气相喷镀。

优选地，所述植绒部具有尤其以切短纤维形式的纤维丝。所述纤维丝优选由聚酰胺、纤维胶和/或聚酯组成。

按照根据本发明的夹具的实施方式，在所述至少一个夹持构件被操纵时与所述待夹持的物体/工件接触的区域中，所述植绒部的纤维丝至少在一些区域中与所述至少一个夹持构件连接或至少在一些区域中纳入到所述至少一个夹持构件的材料中，使得所述纤维丝优选地从所述夹持构件的表面基本上垂直地伸出。

在此已经证实，当所述纤维丝的从所述夹持构件的表面伸出的区域具有0.1至1.0mm、优选0.2至0.8mm和更优选地0.3至0.7mm的长度时，可实现借助于根据本发明的夹具特别柔和地搬运物体。在0.3至0.7mm之间的长度范围是一种折衷方案，一方面能够实现对物体的特别柔和的搬运并且另一方面实现物体的最大程度的控制的搬运。

对于所述植绒部考虑不同的解决方案。但是在执行的试验的背景下已表明，特别有利的是，所述植绒部具有带有每10000m2.0至5.0g、优选每10000m2.5至4.0g和更优选地每10000m2.8至3.8g的重量(Dtex)的纤维丝。

按照根据本发明的夹具的实施方式，所述夹具实施为吸持夹具且具有用作夹持构件的柔性的吸盘以及用作夹具支架的吸盘支架。用作夹持构件的柔性的所述吸盘限定可连接到负压源的抽吸区域以及至少一个密封件，该密封件带有至少部分地朝向待夹持的物体/工件的密封面。用作夹具支架的所述吸盘支架与所述吸盘的后端区域连接。

在根据本发明的所述夹具的可设想的实现方案中尤其设置成，所述至少一个密封件的密封面至少局部地设有所述植绒部。

在根据本发明的所述夹具的实现方案的又一改进方案中设置成，所述吸盘具有与前端区域相邻的抽吸开口和围住所述抽吸开口的密封件，其中所述密封件尤其以至少一个密封唇的形式实施，该密封唇具有至少部分地朝向待夹持的物体/工件的密封面，该密封面至少局部地设有所述植绒部。

对此备选地或附加地可设想，实施为吸持夹具的夹具具有至少一个压紧元件，该压紧元件具有在朝向待夹持的物体/工件的接触面，该接触面至少局部地设有所述植绒部。

设置这样的压紧元件实现了，实施为吸持夹具的夹具也可以特别柔和的方式搬运相对重的、柔软的材料。

就此而言在所述压紧元件方面有利的是，所述至少一个压紧元件的接触面位于与由所述吸盘限定的抽吸区域横交的平面内，籍此所述吸盘的前端区域通过吸盘长度的改变可相对于所述吸盘的后端区域且相对于所述至少一个压紧元件的接触面运动。

但是备选于上文讨论的实施方式同样合适的是，将根据本发明的所述夹具实施为夹钳，在该情况下使用两个钳形的夹爪作为夹持构件，所述钳形的夹爪可相对于彼此枢转或可沿着合适的引导部相对于彼此线性地移动。所述夹爪构造成，利用面向彼此的夹持面从相对的两侧抓住和/或夹紧待夹持的物体/工件。在根据本发明的夹具的该实施方式中特别地设置成，所述夹持面至少局部地设有所述植绒部。

在该实施方式的进一步改进方案中设置成，实施为夹钳的所述夹具的所述夹爪至少在所述夹持面的区域中由弹性材料覆盖，籍此所述植绒部的纤维丝至少部分地从所述弹性材料的表面伸出。作为弹性材料考虑不同材料，但是合成橡胶、尤其是氢化丁腈橡胶(HNBR)已经证实为特别合适的。

由于缺少双键，HNBR材料具有的优点是反应非常缓慢。因此提高所述材料的耐久性。此外，HNBR材料相对耐热，由此利用HNBR涂覆的夹爪可在例如高达150摄氏度的温度之内工作或者可与温度高达150摄氏度的夹持物接触。

附图说明

下面示范性地借助于附图进一步描述根据本发明的夹具的示例性实施方式。

其中：

图1a-c展示了以吸持夹具形式的根据本发明的夹具的第一示例性实施方式的各种视图；且

图2a-c展示了以夹钳形式的根据本发明的夹具的第二示例性实施方式的各种视图。

具体实施方式

在图1a-c中以侧视图、等轴视图以及从下方观察的俯视图展示了根据本发明的夹具100的第一实施示例性方式。该示例性实施方式以吸持夹具的形式设计。

吸持夹具具有带有纵向轴线的总体狭长的外形。吸持夹具在背侧配备有或可配备有任意类型的夹具支架，经由该夹具支架吸持夹具可优选以可拆卸的方式固定在附图中未展示的操作装置处。操作装置可使吸持夹具运动和被定位，即对应于各种意图实现的目的。操作装置尤其是机械类型且可包含一个或多个电驱动器和/或流体驱动器。

吸持夹具包含柔性的吸盘2.1，该吸盘用作夹持构件，该夹持构件以其后端区域固定在夹具支架(吸盘支架3.1)处。优选地，吸盘2.1具有橡胶般弹性的特性，其中吸盘尤其由弹性体材料制成。

夹具支架(吸盘支架3.1)例如由金属制成，其中吸盘2.1当其由塑料材料制造时可以其后端区域通过注塑模制工艺与夹具支架(吸盘支架3.1)一体地形成。

吸盘2.1是中空体且自其后端区域开始与纵向轴线同轴地延伸直至前侧，吸盘在前侧终止在前端区域。

吸盘2.1限定抽吸区域6。抽吸区域在吸盘2.1的前侧处借助抽吸开口向周围环境开放。

抽吸区域6可根据需要经由抽吸通道7连接到未示出的负压源处。负压源例如为真空泵或根据喷射器原理工作的抽吸喷嘴。负压源可布置在外部或者也可布置在操作装置处或直接布置在吸持夹具处。

在适当控制的情形下，即使当之前产生的负压需要消散时，抽吸区域6也可经由抽吸通道7受到大气压力或更高的过压的作用。

由于吸盘2.1的柔性，前端区域能够相对于后端区域实施通过双箭头表示的线性提升运动。如此，吸盘2.1的长度改变。

只要吸盘2.1还未位于待搬送的物体处，则存在在图1a-c中给出的初始状态。吸盘2.1在此呈现其最大长度，通过吸盘的结构和材料选择赋予吸盘该最大长度。

根据在图中示出的实施方式，吸盘2.1具有波纹管形的结构。吸盘的壁因此在纵向截面上观察时具有锯齿形的轮廓。由此吸盘2.1在面向抽吸区域6的内侧处具有带有一个或多个环形的内部折痕的内部折叠结构且在其外周缘处具有带有一个或多个环形的外部折痕的外部折叠结构。如果如在图1中展示的示例性实施例中那样存在大量内部折痕和/或外部折痕，则这些内部折痕和/或外部折痕彼此同轴地布置。

在根据图1a-c的根据本发明的夹具100的示例性实施方式中，吸盘2.1局部地设有植绒部5。在示出的实施方式中，吸盘2.1的尤其与待搬送的物体接触的前端区域设有植绒部5。

在图2a-c中展示了根据本发明的夹具100的另一示例性实施方式，并且以等轴视图、以侧视图以及以俯视图示出。在根据本发明的夹具100的第二示例性实施方式中，夹具100被构造为夹钳。

夹钳具有作为夹持构件的夹爪2.2，所述夹爪布置成直接邻接于夹钳主体3.2，该夹钳主体作为夹具支架提供。至少在夹爪2.2的末端的区域中设有带有植绒材料的覆层。因此在夹爪2.2夹住待夹持的物体时植绒部5接触待夹持的物体。由此保证，夹爪2.2的例如锋利的金属棱边例如不可与夹持物接触。

为了制造根据本发明的夹具100，在夹持构件2.1,2.2的待植绒的区域之内施加有活性的植绒部粘接剂。植绒部粘接剂在其施加之后的一段时间内必须保持起作用的且呈活性的或者“粘性的”，以便典型地静电施加的植绒纤维可至少稍微渗入到粘性物质中且利用粘接剂的交联作用嵌入在粘性物质中。典型地粘接剂的这种畅通的或反应性阶段持续至少几分钟、例如四至五分钟，并且植绒纤维必须在该畅通的粘接剂阶段被施加。

作为植绒部粘接剂例如使用基于环氧树脂或(甲基)丙烯酸酯或其它的乙烯化合物的反应性粘接剂或已知的双组份粘接剂，例如基于形成聚氨酯的组分。

优选地，使用基于亲水的聚氨酯和聚氨酯尿素弥散体的植绒部粘接剂。以这样的亲水的粘接剂弥散体工作避免形成易燃的空气/溶剂蒸汽混合物，这对于优选在高电压场中发生的静电植绒部5可能是危险的。

液态的植绒部粘接剂典型地在环境温度下施加到多个夹持构件2.1,2.2或者一个夹持构件的相应的区域上且在施加之后具有持续几分钟的畅通的或者反应性粘接剂阶段，植绒纤维必须在该反应性粘接剂阶段内被施加。典型地，这种类型的液态植绒部粘接剂被施加为约25μm至约150μm的层厚。

在有反应能力的或者粘性的粘接层上施加植绒纤维。施加由纤维胶、聚酯和/或聚酰胺制成的植绒纤维，其典型地为了絮结目的而使用。这样的植绒纤维可例如具有0.2mm至7.5mm的植绒纤维长度以及1.0至5.0Dtex的植绒纤维纤度。

在施加植绒纤维之后，以为了使粘接剂交联且为了使植绒纤维的端部区段固定在交联的粘接剂层中，有反应能力的或者粘性的粘接层按照意图作序列改变。“按照意图”在此表示由粘接剂成分导致的用于粘接剂的化学转换和交联的措施。

本发明不受限于如附图中的示例所示的根据本发明的夹具100的实施方式，而是从本文公开的所有特征的综合考虑中得到。

Claims (16)

1.一种夹具(100)、尤其以吸持夹具或夹钳形式的气动操作的夹具(100)，其中所述夹具(100)包括：

-夹具支架(3.1,3.2)，所述夹具(100)经由所述夹具支架(3.1,3.2)优选地能够可拆卸地与操纵器、机器人臂或类似者连接；和

-至少一个夹持构件(2.1,2.2)，该夹持构件(2.1,2.2)与所述夹具支架(3.1,3.2)连接并实施成使得通过操纵所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)来夹持待夹持的物体或者工件，

其中所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)至少在一区域中具有植绒部(5)，在所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)被操纵期间，所述区域与所述待夹持的物体/工件接触。

2.根据权利要求1所述的夹具(100)，

其中所述植绒部(5)具有纤维丝、尤其以切短纤维形式，优选由聚酰胺、纤维胶和/或聚酯制成，所述纤维丝在在所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)被操纵期间至少在与所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)连接的一些区域或至少在包含在所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)的材料中的一些区域内与所述待夹持的物体/工件接触，从而使得所述纤维丝优选从所述夹持构件(2.1,2.2)的表面基本上垂直伸出。

3.根据权利要求2所述的夹具(100)，

其中所述纤维丝的从所述夹持构件(2.1,2.2)的表面伸出的区域具有0.1至1.0mm、优选0.2至0.8mm和更优选地0.3至0.7mm的长度。

4.根据权利要求1-3所述的夹具(100)，

其中所述植绒部(5)具有纤维丝，所述纤维丝具有每10000m2.0至5.0g、优选每10000m2.5至4.0g和更优选地每10000m2.8至3.8g的重量(Dtex)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的夹具(100)，其中所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)设有植绒部(5)，以使得由所述至少一个夹持构件(2.1,2.2)夹持的待夹持的物体/工件的表面由于所述植绒部(5)而不被损坏、形成压痕和/或刮坏。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的夹具(100)，

其中所述夹具(100)实施为吸持夹具，该吸持夹具包括：

-用作夹持构件(2.1)的柔性的吸盘，该吸盘限定可连接到负压源处的抽吸区域(6)以及至少一个密封件，所述密封件具有至少部分地朝向待夹持的的物体/工件的的密封面(4)；和

-用作夹具支架(3.1,3.2)的吸盘支架，所述吸盘支架与所述吸盘的后端区域连接，

其中所述至少一个密封件的所述密封面(4)的至少部分设有所述植绒部(5)。

7.根据权利要求6所述的夹具(100)，

其中所述吸盘具有邻接前端区域的抽吸开口和围住所述抽吸开口的密封件，所述密封件尤其以至少一个密封唇的形式实现，所述密封件具有至少部分地朝向待夹持的物体/工件的密封面(4)，所述密封面至少部分地设有所述植绒部(5)。

8.根据权利要求6或7所述的夹具(100)，

其中设置有至少一个压紧元件，所述压紧元件具有朝向待夹持的物体/工件的接触面，所述接触面至少部分地设有所述植绒部(5)。

9.根据权利要求8所述的夹具(100)，

其中所述至少一个压紧元件的所述接触面位于横切由所述吸盘限定的抽吸区域(6)的平面内，其中所述吸盘的前端区域通过吸盘长度的改变可相对于所述吸盘的后端区域且相对于所述至少一个压紧元件的接触面移动。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的夹具(100)，

其中所述夹具(100)实施为夹钳且具有两个钳形的夹爪，所述夹爪可相对于彼此枢转或可沿着合适的引导部相对于彼此线性地移位，所述夹爪用作夹持构件(2.2)且构造成，利用面向彼此的夹持面从相对的两侧抓住和/或夹紧待夹持的物体/工件，其中所述夹持面的至少部分设有所述植绒部(5)。

11.根据权利要求10所述的夹具(100)，

其中所述夹爪至少在所述夹持面的区域中由弹性材料覆盖，且其中所述植绒部(5)的纤维丝至少部分地从所述弹性材料的表面伸出。

12.根据权利要求11所述的夹具(100)，

其中所述弹性材料为合成橡胶、尤其氢化丁腈橡胶(HNBR)。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的夹具(100)，

其中实施为夹钳的所述夹具(100)包括用作夹具支架(3.2)的壳体，在该壳体的至少部分中形成有优选可气动操作的线性驱动器。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的夹具用于尤其在半导体制造、尤其平版印刷的领域中，或在晶片检测的领域中操作晶片、半导体产品和/或半导体构件的应用。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的夹具用于尤其在汽车工业中操作表面精加工的产品和/或用于操作镜子和/或光学元件的应用。

16.一种夹具,包括权利要求1-15中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。