CN113498367A - 用于物品的夹持机器 - Google Patents

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Abstract

一种用于物品(A)的夹持机器(1)，包括：‑机器框架(2)；‑与框架(2)相关联的第一驱动装置(4)和第二驱动装置(6)；‑物品(A)的支撑平台(8)，支撑平台(8)相对于机器框架(2)借助于第一驱动装置(4)沿着位移方向(X)是可移动的；‑保持构件(10)，保持构件(10)被布置成围绕移位方向(X)以便在其间限定物品(A)的夹持平面或空间(12)，并且保持构件(10)中的至少一者借助于第二驱动装置(6)在物品(A)的保持配置与释放配置之间径向地移动，并且反之亦然；‑电子控制装置(14)，电子控制装置(14)被配置成控制第一驱动装置(4)使得支撑平台(8)位于一个或更多个预定的轴向位置处，并且控制第二驱动装置(6)使得在保持配置中，至少一个保持构件(10)朝向物品(A)连续移动以便主动地夹紧物品。

Description

用于物品的夹持机器
技术领域
本发明涉及一种物品夹持机器。
背景技术
在工业机械加工中非常普遍的问题涉及具有不同几何形状和尺寸的工件的定位和保持。
举例来讲，在必须能够在其主轴的高度处使所有工件运转的机床中，改变待加工的工件的格式会涉及加工的延迟，因为有必要调整夹爪的高度和/或行程。
从文件US2002060386A1中已知一种用于夹紧细长工件以用于其加工的装置，特别是用于夹紧具有主要纵向轴线的工件。该已知装置包括输送机，该输送机被布置成将工件沿着路径传送至工作站，路径大致平行于工件的纵向轴线。所述装置还包括一对细长的夹紧元件以及多个叉形元件，夹紧元件通常平行于路径定向并跨越路径。这些叉形元件沿着路径被间隔开，并且叉形元件中的每一个具有一对立柱。每个立柱可旋转地铰接在细长夹紧元件中的一个细长夹紧元件处，使得细长夹紧元件仅由叉形元件支撑。致动器被操作性地连接到叉形元件中的每一个叉形元件，这样使得响应于致动器的操作，夹紧元件是在第一位置与第二位置之间一致地可移动的，在第一位置中每个夹紧元件被布置成远离路径，在第二位置中夹紧元件中的每个夹紧元件朝向路径移动，并将工件夹紧和居中在工作站上。
这种适用于细长工件的已知解决方案具有多个缺点。首先，随着叉形元件的旋转，夹紧元件沿着路径的延伸方向并且同时朝向工件前进。这种双向位移总是在与工件接触的点处产生扭转，这对于在路径的方向上具有细长形状的工件不会引起任何特别的不便，但是对于其他工件(例如在两个相互正交的方向上具有相似尺寸的工件)是不可接受的。
此外，这种已知的解决方案允许仅沿着工件的相对侧并且沿着线或平面来夹持工件，因此绝对不适合于不具有彼此相对的夹持平面的复杂形状的工件。
发明内容
本发明是以上背景的一部分，并且其目的是提供用于适应不同尺寸的物品的用途广泛的机器，该机器能够以基本上通用的方式修改其定位和保持参数。
这个目的是通过根据权利要求1所述的机器来实现的。从属权利要求示出了优选的变体实施例。
附图说明
现在将借助于附图详细描述本发明的主题，其中：
-图1、图2、图3分别表示根据可能的实施例的作为本发明的主题的机器的透视图和两个平面图，而图1和图2示出了保持构件的释放配置，而图3示出了保持构件的保持配置；
-图4示出了类似于图2的平面图，其中，为了更清楚起见，保护元件已经被移除；
-图5、图6示出了第一驱动装置、变速器和支撑平台处于平台的两个极限轴向位置中的两个透视图；
-图7示出了第二驱动装置、变速器和保持构件处于行程末端位置、具体地处于释放配置的透视图；
-图8示出了从工作平面下方看的视图，其中，平台与至少一个保持构件之间的正机械接合是清楚可见的。
具体实施方式
根据一般实施例，用于物品的夹持机器1包括至少一个机器框架2。
所述夹持机器1进一步包括与所述框架2相关联的第一驱动装置4和第二驱动装置6。
所述夹持机器1还包括物品A的支撑平台8，该支撑平台8相对于机器框架2借助于第一驱动装置4沿位移方向X是可移动。
所述夹持机器1进一步包括保持构件10，保持构件适合于在其之间限定物品A的夹持平面或空间12，并且保持构件中的至少一个借助于第二驱动装置6在物品A的保持配置与释放配置之间可移动，并且反之亦然。
有利地，所述保持构件10被布置成围绕位移方向X。
此外，所述可移动保持构件10中的所述至少一个可移动保持构件可相对于所述位移方向X仅径向移动。
此外，电子控制装置14被配置成控制第一驱动装置4，使得支撑平台8位于一个或更多个预定的轴向位置处，并且控制第二驱动装置6，使得在保持配置中，至少一个保持构件10朝向物品A连续移动以主动地夹紧物品。
根据实施例，可相对于所述位移方向X仅径向移动的所述至少一个保持构件10由在彼此会聚的方向上可移动的至少两个保持构件10代替。
根据实施例，可相对于所述位移方向X仅径向移动的所述至少一个保持构件10是可根据彼此会聚的径向方向移动的两个保持构件10。
根据实施例，可相对于所述位移方向X仅径向移动的所述至少一个保持构件10是可根据径向且彼此正交的方向移动的两个保持构件10。
根据实施例，所述机器包括由机器框架2支撑的至少一个工作平面48，该工作平面48限定了至少部分地与夹持平面或空间12重叠的平面孔或开口50。支撑平台8被布置在比工作平面48低的高度或下表面52处，并且具有选定的行程，以便移动物品A通过平面开口50。多个不同的保持构件10可以沿着会聚工作方向L移动。
参照前述附图，用于物品A的夹持机器总体以参考标记1指示。
这个物品在图1和图4中仅示意性地示出，因为对于本发明的目的，这个物品的性质以及在通过本发明的机器保持之后必须在其上进行的加工或操作都是无关的。
夹持机器1包括机器框架2、与框架2相关联的第一驱动装置4和第二驱动装置6、物品A的支撑平台8、保持构件10和电子控制装置14(仅在图1中示出了该电子控制装置)。
根据一个实施例，夹持机器1可以是通过连接到机器框架2上的滚动构件(未示出)移动。
根据实施例，电子控制装置14可以包括个人计算机/可编程控制器(PC/PLC)单元或至少一个微处理器。
根据实施例，第一驱动装置4和/或第二驱动装置6包括一个或更多个无刷电机。
支撑平台8可相对于机器框架2通过第一驱动装置4沿着位移方向X移动。
在所示的实施例中，位移方向X是基本上竖直的。因此，根据该变体，第一驱动装置4可能将支撑平台8移动到不同的高度。
应指出，在本说明书中，表述“轴向”或“径向”将指位移的方向，除非另外指明。
表述“内”或“外”应被理解为涉及径向更靠近位移方向X或径向更远的位置。
在一些实施例中，表述“上”或“下”将指图1中所示的取向，其中位移方向是基本上竖直的。
保持构件10被布置成围绕位移方向X(具体地：它们围绕方向X径向地分布)，以此方式在它们之间限定物品A的夹持平面或空间12。
根据实施例，保持构件10在单个夹持平面12中操作。
根据实施例，夹持平面或空间12在正交于位移方向的方向上延展。
保持构件10中的至少一个可借助于第二驱动装置6在物品A的保持配置与释放配置之间径向地移动(例如：相对于机器框架2)，并且反之亦然。
因此，第二驱动装置6能够移动至少一个保持构件10，例如，这些构件的一部分，可选地设置在机器中的所有保持构件10。
根据实施例，一个或更多个保持构件10被安装成相对于机器框架2沿着基本上径向的工作方向L是可移位的。
根据所示出的实施例，夹持机器1包括四个保持构件10，例如彼此以90°布置。
根据其他实施例，夹持机器1可由例如以120彼此间隔布置的三个保持构件10或例如彼此相对的两个保持构件10组成。
尽管如此，这种机器的最简单的变体提供了与机器框架2集成的固定的保持构件以及相对于该固定的保持构件可移动的保持构件。
根据实施例，第二驱动装置6的数量与可移动保持构件10的数量相同。
根据实施例，在保持配置中，保持构件10的至少一部分与物品A的表面S邻接，例如与物品A的外表面S邻接。
根据实施例，在释放配置中，至少一个保持构件10与表面S间隔开。
电子控制装置14被配置为控制第一驱动装置4，使得支撑平台8位于一个或更多个预定的轴向位置处。
根据实施例，电子控制装置14包括物品A或多个物品的一个或更多个预定轴向位置的数据存储装置。
由此得出，根据该变体，将根据数据存储装置的信号或信息来控制第一驱动装置4(并且根据相同的逻辑，还控制第二驱动装置6)。
根据实施例，上述一个或更多个预定轴向位置是物品的物理参数(例如，其高度、宽度和/或深度，和/或制成这个物品A的硬度和/或材料)的函数。
根据实施例，保持构件的保持配置是物品的物理参数(例如在前述段落中提及的参数)的函数。
电子控制装置14被进一步配置为控制第二驱动装置6，使得(在保持配置中)至少一个保持构件10朝向物品A连续移动以主动地夹紧物品。
在此应当指出的是，根据本发明的保持配置并不仅仅涉及将保持构件支撑在物品上，并且随后停止第二驱动装置6，而是通过对在上述表面S上的至少一个可移动保持构件10(例如，所有可移动构件10)施加力或不间断压力来执行“主动夹紧”，该可移动保持构件10由第二驱动装置6启动。
由此得出，物品A与本机器1的夹持是特别牢固的。
根据实施例，电子控制装置14被配置为基于由第二驱动装置6消耗的电流检测物品A的保持配置。
实际上，当可移动的保持构件10以自由方式从释放配置移动到保持配置时，在没有阻碍的情况下，所吸收的电流将低于当该构件10在保持配置中与物品邻接时所吸收的电流。在后一种情况下，由于物品本身造成的阻碍，将存在高电流消耗。
根据实施例，夹持机器1包括多个保持构件10，每个保持构件通过其自身的第二驱动装置6移动。
根据实施例，电子控制装置14被配置为独立地控制多个第二驱动装置6，使得每个保持构件10在释放配置与保持配置之间的行程(或位移)可单独地调节。
根据实施例，夹持机器1包括多个可移动保持构件10，其中，电子控制装置14被配置为以相互依赖的关系控制第二驱动装置6，使得保持构件10在释放配置与保持配置之间的行程相对于位移轴线X对称，或者相对于容纳该轴线X的对称平面。
根据实施例，夹持机器1可包括由至少一对保持构件10共用的第二驱动装置6。可选地，该对构件10可以通过由第二驱动装置6操作的对称运动的运动学机构连接。
根据实施例，第一驱动装置4包括可围绕第一旋转轴线R1旋转的第一驱动轴。
根据实施例，第一旋转轴线R1相对于位移方向X径向地或切向地定向。
根据实施例，一个或更多个第二驱动装置6包括可围绕第二旋转轴线R2旋转的第二驱动轴。
根据实施例，第二旋转轴线R2被定向成平行于位移方向X。
根据实施例，第一驱动装置4和/或第二驱动装置6包括具有齿条20、22和齿轮16、18运动机构的至少一个变速器。
更确切地，根据实施例，第一驱动装置4的第一小齿轮16(被布置在后部并且因此在图6中被凸缘58隐藏)接合固定至支撑平台8上的第一齿条20。
根据实施例，第二驱动装置6的第二小齿轮18(例如，参见图7)接合固定至可移动保持构件10的第二齿条22。
根据实施例，第一驱动装置4和/或第二驱动装置6的驱动单元24、26通过由至少两个可分离的半接头30、32制成的接头元件28连接至小齿轮(16和/或18)，例如可在平行于相应驱动轴的旋转轴线R1、R2的方向上分离。
根据实施例，半接头30、32包括前耦接齿34、36。换言之，这些齿34、36被配置为实现正机械啮合，以便使半接头30、32一体旋转，并且有利地允许平行于旋转轴线R1、R2的分离。
根据实施例，支撑平台8和至少一个可移动保持构件10是反向形状的，以在夹持平面12处和/或在该平台8的支撑平面处彼此穿透。以此方式，对于相对于支撑平台8的外周界P具有较小尺寸的物品A，也可以达到保持构件10的保持配置。
更确切地说，即使该物品在狭窄的支撑平台上具有支撑基底(并且因此与外周界P间隔开)，对于低高度(远离平台)的物品通过描述的楔入仍有可能进行牢固的保持，对于这些物品不可能在距平台更大的距离处尝试保持。
根据实施例，支撑平台8限定由外周界P包围的平台表面38，并且在其厚度中限定从该周界P内部延展的一个或更多个径向凹槽40。
根据实施例，每个径向凹槽40被配置为可滑动地容纳可移动保持构件10，使得支撑平台8和保持构件10可至少在保持配置中彼此穿透。
根据实施例，可移动保持构件10与物品A限定至少一个邻接表面42、44，以及从邻接表面42、44向外延展的至少一个径向凹部46。
根据实施例，径向凹部46被配置成容纳支撑平台8的厚度的至少一部分，使得该支撑平台8和保持构件10可至少在保持配置中彼此穿透。
根据实施例，保持构件10限定至少一对邻接表面42、44，该对邻接表面42、44通过径向凹部46分开(具体地：在轴向方向上)。
根据实施例，该对邻接表面42、44基本共面。
根据实施例，夹持机器1包括至少一个工作平面48，该工作平面由机器框架2支撑并且限定平面开口50，该平面开口在轴向方向上与夹持平面或空间12至少部分地重叠。
根据不同的实施例，平面开口50可以被布置为基本上在工作平面48的中心或横向于工作平面48。
根据不同的实施例，支撑平台8被布置在比工作平面48低的表面52处，并且具有选定的行程，以便在面向工作平面的上表面54的位置中使物品A移动通过平面开口50。
根据实施例，至少一个可移动保持构件10连接到至少一个保护元件56，至少一个保护元件56集成在所描述配置之间的该装置10的移动中。
根据实施例，保护元件56相对于保持构件10与物品A的邻接表面42、44径向地向后，使得仅构件10(并且具体地表面42、44)在保持配置中与物品A邻接。
根据实施例，多个不同的保持构件10和保护元件56可移动以沿着彼此会聚的工作方向L叠加平面开口50。
根据实施例，保护元件56在非共面平面(即，轴向偏移)中延展，以避免这些元件56之间的机械干涉。
根据实施例，一个或更多个保持构件10可在与工作平面48的上表面54基本一致的平面中移动。
根据实施例，工作平面48在其厚度上限定至少一个构件通道60，其中，相应的保持构件10是可移动的或可移位的。
根据实施例，构件通道60或多个这样的通道60终止于平面开口50并远离平面开口50延展。
根据实施例，在保持构件的任何配置中，保护元件56在足够大以叠加构件通道60的表面上从保持构件10延展，从而覆盖构件通道。
创新地，本发明的机器使得有可能解决相对于现有技术所报告的缺点。
更确切地说，这种机器允许定位和保持在其之间具有高度多样性的物品，根据现有技术，这涉及管理上的很大困难并且暗示了工作中的不可避免的减慢。
有利地，本发明的机器允许加工在几何上不规则的或具有要求保持构件以不同方式移动的特征的物品。
有利地，本发明的机器可以在结构上和功能上简化，例如在保持构件的运动必须对称的情况下。
有利地，在本发明的机器中，有可能夹持相对于平台的支撑表面具有大尺寸和小尺寸两者的物品。
有利地，本发明的机器被设计成允许工作在机器上的操作者安全地工作。
有利地，本发明的机器在工作平面之外具有最小的阻碍，以便为操作者留出自由空间来进行操纵。
有利地，本发明的机器允许驱动装置的快速更换，并且允许使用来自不同制造商的部件。
有利地，本发明的机器可以被容易地重新配置，例如以便执行不同类型的保持件。
有利地，物品的数据库可以保存在本发明的机器中，以便在物品改变的情况下提供精确且可重复的调整。
对于上述机器的实施例，为了满足特定需要，本领域技术人员可以引入具有其他功能等同的元件的变体或替代。
这些变体同样包含在由以下权利要求限定的保护范围内。
此外，被描述为属于可能的实施例的每个变体可以独立于所描述的其他变体来实施。

Claims (16)

1.一种用于物品(A)的夹持机器(1)，包括：
-机器框架(2)；
-与所述框架(2)相关联的第一驱动装置(4)和第二驱动装置(6)；
-所述物品(A)的支撑平台(8)，所述支撑平台(8)相对于所述机器框架(2)借助于所述第一驱动装置(4)沿着位移方向(X)是可移动的；
-保持构件(10)，所述保持构件(10)适合于在其间限定所述物品(A)的夹持平面或空间(12)，并且所述保持构件(10)中的至少一个借助于所述第二驱动装置(6)在所述物品(A)的保持配置与释放配置之间移动，并且反之亦然；
其特征在于，
-所述保持构件(10)被布置成围绕所述位移方向(X)；并且其中，
-所述保持构件(10)中的所述至少一个保持构件相对于所述位移方向(X)仅径向地可移动；并且其中，
-电子控制装置(14)，所述电子控制装置被配置成用于控制所述第一驱动装置(4)，使得所述支撑平台(8)位于一个或更多个预定的轴向位置处，并且被配置成用于控制所述第二驱动装置(6)，使得在所述保持配置中，至少一个保持构件(10)朝向所述物品(A)连续移动以便主动地夹紧所述物品。
2.根据前述权利要求所述的机器，其中，包括以下选项之一：
相对于所述位移方向(X)仅径向移动的所述至少一个保持构件(10)由在彼此会聚的方向上可移动的至少两个保持构件(10)替换；
或其中，
相对于所述位移方向(X)仅径向移动的所述至少一个保持构件(10)是在彼此会聚的径向方向上可移动的两个保持构件(10)；
或其中，
相对于所述位移方向(X)仅径向移动的所述至少一个保持构件(10)是在径向且彼此正交的方向上可移动的两个保持构件(10)；
和/或其中，
在所述保持配置中，所述保持构件(10)的至少一部分与所述物品(A)的表面(S)邻接，并且其中通过对由所述第二驱动装置(6)启动的在所述表面(S)上可移动的所述保持构件(10)施加不间断压力来执行所述主动夹紧。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述电子控制装置(14)被配置成基于由所述第二驱动装置(6)消耗的电流来检测所述物品(A)的保持配置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机器，包括多个保持构件(10)，每个所述保持构件通过其自身的第二驱动装置(6)移动，并且其中，所述电子控制装置(14)被配置为独立地控制所述多个第二驱动装置(6)，使得每个保持构件(10)在释放配置和保持配置之间的行程能够单独地调节。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的机器，包括多个可移动的保持构件(10)，并且其中，所述电子控制装置(14)被配置为以相互依赖的关系控制所述第二驱动装置(6)，使得所述保持构件(10)在所述释放配置与所述保持配置之间的行程相对于所述位移轴线(X)或相对于容纳所述轴线(X)的对称平面对称。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，一个或更多个保持构件(10)被安装成沿着基本上径向的工作方向(L)相对于所述机器框架(2)能够移动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述第一驱动装置(4)包括第一驱动轴，所述第一驱动轴能够围绕相对于所述位移方向(X)径向地或切向地定向的第一旋转轴线(R1)旋转，并且其中，一个或更多个第二驱动装置(6)包括第二驱动轴，所述第二驱动轴能够围绕平行于所述位移方向(X)定向的第二旋转轴线(R2)旋转。
8.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述第一驱动装置(4)和/或所述第二驱动装置(6)包括具有齿条(16、18)和齿轮(20、22)运动机构的至少一个变速器。
9.根据前述权利要求所述的机器，其中，所述第一驱动装置(4)和/或所述第二驱动装置(6)的驱动单元(24、26)通过由至少两个可分离的半接头(30、32)制成的接头元件(28)连接至所述齿轮(16、18)，所述接头元件包括前耦接齿(34、36)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述支撑平台(8)和至少一个可移动保持构件(10)为反向形状，以在所述夹持平面(12)处和/或在所述平台(8)的支撑平面中彼此穿透，使得对于相对于所述支撑平台(8)的外周界(P)具有较小尺寸的物品(A)也能够达到所述保持构件(10)的保持配置。
11.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中：
-所述支撑平台(8)限定由外周界(P)包围的平台表面(38)，并且在所述支撑平台(8)的厚度中限定从所述周界(P)向内延展的一个或更多个径向凹槽(40)，每个径向凹槽被配置成容纳所述可移动保持构件(10)；和/或
-所述可移动保持构件(10)限定与所述物品(A)的至少一个邻接表面(42、44)以及至少一个径向凹部(46)，所述至少一个径向凹部从所述邻接表面(42、44)向外延展并且被配置成用于容纳所述支撑平台(8)的厚度的至少一部分；
因此所述支撑平台(8)和所述保持构件(10)能够至少在所述保持配置中彼此穿透。
12.根据前述权利要求中任一项所述的机器，可替代地包括
所述机器包括由所述机器框架(2)支撑的至少一个工作平面(48)，所述工作平面(48)限定与所述夹持平面或空间(12)至少部分重叠的平面开口或孔(50)；
并且其中，所述支撑平台(8)布置在比所述工作表面(48)低的高度处或下表面(52)处，并且所述支撑平台(8)具有选定的行程，以使所述物品(A)移动通过所述平面开口(50)；
并且其中，多个不同的保持构件(10)沿着会聚的工作方向(L)可移动；
或其中，
所述机器包括至少一个工作平面(48)，所述工作平面(48)由所述机器框架(2)支撑并且限定在所述轴向方向上至少部分地叠加在所述夹持平面或空间(12)上的平面开口(50)，其中所述位移方向(X)是基本上竖直的，并且其中所述支撑平台(8)布置在所述工作平面(48)的下表面(52)处并且在面向所述工作平面的上表面(54)的位置中具有选定的行程以使所述物品(A)移动通过所述平面开口(50)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，至少一个可移动保持构件(10)连接到至少一个保护元件(56)，所述保护元件被集成在所述装置(10)在所述配置之间的移动中。
14.根据前述权利要求所述的机器，其中，所述保护元件(56)相对于所述保持构件(10)与所述物品(A)的邻接表面(42、44)径向地向后，使得在所述保持配置中，仅所述构件(10)与所述物品(A)邻接。
15.根据权利要求13或14中任一项在从属于权利要求12所述的机器，其中，多个不同的保持构件(10)和保护元件(56)是可移动的，以沿着会聚的工作方向(L)叠加所述开口(50)，并且其中，所述保护元件(56)在非共面平面中轴向偏移地延展，以避免所述元件(56)之间的机械干涉。
16.根据前述权利要求中任一项所述的机器，包括由所述机器框架(2)支撑的至少一个工作平面(48)，其中，一个或更多个保持构件(10)能够在与所述工作平面(48)的上表面(54)基本重合的平面中移动，并且其中，所述工作平面(48)在其厚度上限定一个或更多个构件通道(60)，其中，相应的保持构件是可移动的或可移位的(10)。
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