CS241579B1

CS241579B1 - Gripper unit

Info

Publication number: CS241579B1
Application number: CS842592A
Authority: CS
Inventors: Mikulas Szegheoe
Original assignee: Mikulas Szegheoe
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1984-04-04
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS259284A1

Description

•Predmetom vynálezu je chápadlová jednotka, najma pre automatizovaná montáž a manipuláciu obrobkami alebo nástrojmi pomocou robota alebo manipulátora s automatickou výměnou nosičov čelustí napr. zo zásobníka.The object of the invention is a gripper unit, in particular for automated assembly and handling of workpieces or tools by means of a robot or manipulator with automatic jaw carrier replacement e.g. from the magazine.

Pre montážně a manipulačně účely pomocou priemýselných robotov alebo manipulátorv sa používajú rožne systémy chápadiel. Problémoip je přitom potřeba širokého upínacieho rozsahu a velkého počtu rozličných tvarov čelustí, ktoré je potřebné používat v rýchlom slede za sebou, ako to výplýva z charakteru montážnych a manipulučných práč.Various gripper systems are used for assembly and handling purposes using industrial robots or manipulators. The problem here is the need for a wide clamping range and a large number of different jaw shapes to be used in rapid succession, as is apparent from the nature of the assembly and handling work.

Tento problém sa rieši buď na principe otočnej viacbokovej revolverovej hlavy, v ktorej je uložených niekolko chápadiel a jedna dvojice alebo trojica upínacích čelustí je vždy v pracovnej polohe. Pri inom riešení sa vymieňa celá chápadlová jednotka zo zásohníka.This problem is solved either on the principle of a rotating multi-side turret, in which several grippers are mounted and one pair or three of the clamping jaws is always in the working position. In another solution, the entire gripper unit is replaced from the stack.

Pomocou revolverovej hlavy sa sice dá realizovat rýchla výměna čelustí, avšak pri váčsom počte čelustí značné narastie hmotnost zariadenia a tým aj nároky na nosnost robota. Pri výměně celej chápadlovej jednotky sú nevýhodou vysoké náklady pri vačšom počte potřebných jednotiek, pretože převodový a upínací mechanizmus sa vymie2 ňa spolu so základným telesom každej jednotky, ďalej je to zložitosť spojenia so zápěstím robota a velké rozměry a hmotnost zásobníkov pri vačšom počte jednotiek.Although a quick change of jaws can be realized by means of a turret head, the weight of the device and thus the load-bearing capacity of the robot can be increased considerably with a larger number of jaws. In the replacement of the entire gripper unit, the disadvantage is the high cost of increasing the number of units required, since the transmission and clamping mechanism is exchanged with the base body of each unit, the complexity of the robot wrist connection and the large dimensions and weights of cartridges.

Uvedené nedostatky zmierňuje chápadlová jednotka, pozostávajúca zo základného telesa s ovládacími a odmeriavaeími mechanizmami, v ktorom sú posuvné uložené základné čeluste, majúce Ikaždá nosič s upínacou čelustou podlá vynálezu, ktorej podstata spočívá v tom, že základné teleso je opatrené aspoň jedným uvolňovacím prvkorn upraveným v pohybovej dráhe uvolňovacieho čapu, ktorý je uložený v pozdížnom vybraní každej základnej čeluste, opatrenej upínacou častou v tvare válcového výstupku, v dutině ktorého je pre nosič upravené aretačné zariadenie, ktorého odpružené a aretačnými telesami opatřené spevňovacie teleso· je svojou přítlačnou plochou v zábere s dosadacou plochou uvolňovacieho čapu, pričom ďalej nosič má vo svojom upínacom otvore pre upínaciu časť základnej čeluste vytvořené tvarové zahíbenie pre aretačné teleso.The above-mentioned drawbacks are alleviated by a gripper unit consisting of a base body with actuating and metering mechanisms in which the base jaws are displaceably mounted, each having a carrier with a clamping jaw according to the invention, characterized in that the base body is provided with at least one release element provided a movement pin of the release pin, which is mounted in a longitudinal recess of each base jaw, provided with a clamping part in the form of a cylindrical projection, in which a locking device is provided in the cavity; furthermore, in its clamping opening for the clamping portion of the base jaw, the carrier has a shaped recess for the locking body.

U chápadlovej jednotky podlá vynálezu je možné jednoduchým 'spósobom rychle a automaticky vyměnit nosiče čelustí s potřebnými upínacími čelusťami zo zásobníka, podía druhu montážnej práce a rozměru súčiastky. Pre uvolněme sa používá vlastný uvolňovací zdvih chápadlovej jednotky a nie je potřebné zvláštně zariadenie pre tento účel. Nosiče čelustí sú výrobně jednoduché. Podlá potřeby je možné upínanie za vonkajšie alebo vnútorné plochy súčiastky. Potřebné zásobníky sú výrobně tiež poměrně jednoduché.In the gripper unit according to the invention, it is possible in a simple manner to quickly and automatically replace the jaw carriers with the necessary clamping jaws from the magazine, according to the type of assembly work and the size of the component. For releasing, the actual release stroke of the gripper unit is used and no special device is required for this purpose. The jaw carriers are simple to manufacture. Depending on the need, it is possible to clamp it on the outer or inner surfaces of the component. The required containers are also relatively simple to manufacture.

Na připojených výkresoch sú znázorněné dve prevedenia chápadlovej jednotky pódia vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněný čelný pohlad s čiastočným rezom základnej Če1'úste s upnutým nosičom a aretačným zariadením na obr. 2 bočný pohlad na chápadlovú jednotku, na obr. 3 je znázorněný princip činnosti pri uvoiňovacom zdvihu, na obr. 4 čiastočný pohiad na základné teleso s uvolňovacím prvkom, na obr. 5 bočný pohlad na základné teleso, na obr. 6 čelný pohlad a čiastočný rez základnou čelusťou, na obr. 7 bočný pohlad a čiastočný rez základnou čelusťou, na obr. 8 je znázorněný uvolňovací čap, na obr. 9 čelný pohlad a čiastočný rez nosičom, na obr. 10 pohlad zhora na nosič, na obr. 11 variantně usporiadanie chápadlovej jednotky podlá vynálezu, na obr. 12 základná čelusť vysunutá do krajnej polohy pre výměnu, na obr. 13 nosič zasunutý do zásobníka a zaistený proti uvolneniu a na obr. 14 nosič připravený na zasunutie do zásobníka.In the accompanying drawings, two embodiments of a gripper unit according to the invention are shown. 1 is a partial cross-sectional front view of the base member with the carrier and the locking device of FIG. 2 is a side view of the gripper unit; FIG. 3 shows the principle of operation during the release stroke; FIG. 4 shows a partial view of the base body with the release element, FIG. 5 is a side view of the base body; FIG. 6 shows a front view and a partial cross-section of the base jaw, FIG. 7 shows a side view and a partial section through the base jaw, FIG. 8 shows a release pin, FIG. 9 shows a front view and a partial cross-section of the carrier, FIG. 10 is a top view of the carrier; FIG. 11 shows an alternative arrangement of the gripper unit according to the invention; FIG. 12 shows the base jaw extended to the extreme position for replacement, FIG. 13 shows the carrier inserted in the cartridge and secured against release; and FIG. 14 shows a carrier ready to be inserted into the cartridge.

Chápadlová jednotka podlá vynálezu pozostáva zo základného telesa 100, v ktorom sú uložené posuvné vedené základné čeluste 200, 200a a pohybová skrutka 210. Na spodnej časti základného telesa 100 v krajnej polohe sú vytvořené uvolňovacie prvky 110. Základné čeluste 200, 200a majú vyčnievajúcu valcovú upínaciu časť 203, v ktorej je dutina 209, do ktorej je vložené aretaóné zariadenie 500, skladajúce sa zo spevňovacieho telesa 510 s kuželovou upínacou plochou 511, 511a, silového prvku 530, 530a, v uvedenom příklade prevedenia valcovej pružiny, aretačného telesa 520, 520a, v daniom převedení guličky a uzávěru 600, 600a.The gripper unit according to the invention consists of a base body 100 in which sliding guided base jaws 200, 200a and a movement screw 210 are mounted. Release elements 110 are formed at the bottom of the base body 100 in its extreme position. The base jaws 200, 200a have a protruding cylindrical clamping a part 203 in which a cavity 209 is inserted into which a detent device 500 comprising a reinforcing body 510 with a conical clamping surface 511, 511a, a force element 530, 530a, in the example of a cylindrical spring embodiment, a detent body 520, 520a, is inserted; in the tax transfer of the ball and cap 600, 600a.

Ďalej je v pozdížnom vybraní 205 zálkladnej čeluste 200, 200a zasunutý uvolňovací čap 400. Nosiče 300, 300a majú válcový upínací otvor 302, 302a, v ktorom je tvarové zahíbenie 308, 308a, v uvedenom příklade vnútorný zápich s poloměrem zaoblenia úmerným zaoblením aretačného telesa 520, 520a.Further, a release pin 400 is inserted in the longitudinal recess 205 of the jaw 200, 200a. The carriers 300, 300a have a cylindrical gripping hole 302, 302a in which the recess is 308, 308a, in this example an internal groove with radius of curvature proportional to , 520a.

Ďalej majú nosiče 300, 300a na bočných stranách drážku 304, 304a, rovnoběžná s pohybovou osou základných čelustí 200, 200a, na dne ktorej v bočnom odstupe je poistné zahíbenie 306, 306a. Zásobník nosičov 700 je vytvořený pre uloženie potřebných dvojíc nosičov 300, 300a a mé pre každý nosíc 300, 300a vytvorenú dvojicu protilehlých polohovacích výstupkov 720 a poistnýchprvkov 710.Furthermore, the supports 300, 300a have a groove 304, 304a on the sides parallel to the movement axis of the base jaws 200, 200a, at the bottom of which there is a safety bury 306, 306a at a lateral distance. The carrier magazine 700 is formed to accommodate the necessary pairs of carriers 300, 300a, and has a pair of opposing positioning lugs 720 and locking elements 710 formed for each carrier 300, 300a.

Horná časť nosiča 300, 300a je vytvořená ako dorazová plocha 303 pre základnú čelusť 200, 200a, pričom kolmo na túfeo plochu sú převedené otvorené polohovacie vybrania 307. Spodná časť nosiča 300, 300a je vytvořená alko upinacia (na výkresoch neoznačené), a to buď zafrézovaním vhodného tvaru priamo do telesa, alebo ato zvláštně, vyměnitelné upínacie teleso, prichytené na nosič 300, 300a, napr. skrutkami.The upper part of the support 300, 300a is formed as a stop surface 303 for the base jaw 200, 200a, with open positioning recesses 307 being transversely perpendicular to this surface. The lower part of the support 300, 300a is formed by an alcohol clamping (not indicated in the drawings). by milling a suitable shape directly into the body or, in particular, a replaceable clamping body attached to the carrier 300, 300a, e.g. screws.

V příklade prevedenia sú v základnom telese 100 posuvné uložené základné čeluste 200, 200a pohybované pomocou pohybovej skrutky 210, ktorá je svojim pravým a lavým závitom v zábere so zodpovedajúcimi matičnými závitmi 208 základných čelustí 200, 200a.In the exemplary embodiment, the base jaws 200, 200a are displaceably mounted in the base body 100 by means of a movement screw 210, which by its right and left threads engages the corresponding nut threads 208 of the base jaws 200, 200a.

V pracovnej polohe sú nosiče 300, 300a nasunuté na základné čeluste 200, 200a, pričom záběrové plochy 403 uvolňovaeieho čapu 400 nie sú v dotyku s uvQlňovaeou plochou 112 uvolňovaeieho' prvku 110. Přítlačná plocha 512 spevňovacieho telesa 510 nie je v silovom styku s dosadacou plochou 402 uvolňovaeieho čápu 400 a celý silový zdvih silového prvku 530, 530a je realizovaný cez kuželová upínaciu plochu 511 do aretačného telesa 520, 520a, ktoré sa zatlačí do tvarového záhíbenia 308, 308a nosiča 300, ktoiré je konštrukčné usporiadané tak, že zložku upinacej sily pritláča dorazovú plochu 303 nosiča 300 na základnú čelusť 200, 200a.In the working position, the supports 300, 300a are slid onto the base jaws 200, 200a, wherein the engagement surfaces 403 of the release pin 400 do not contact the release surface 112 of the release member 110. The pressing surface 512 of the reinforcing body 510 is not in contact with the abutment surface. 402 of the release stork 400 and the entire force stroke of the force element 530, 530a is realized through the conical clamping surface 511 into the detent body 520, 520a, which is pushed into the shaped recess 308, 308a of the carrier 300 which is structurally arranged a stop surface 303 of the carrier 300 on the base jaw 200, 200a.

Při výměně sa využívá vlastný pohon chápadlovej jednotky, pričom je potřebné vykonat uvolňovací zdvih, pričom krajné polohy uvolňovaeieho a pracovného zdvihu sú kontrolované napr. koncovými spínačmi. Počas uvolňovaeieho zdvihu sa záběrové plochy 403 uvolňovaeieho čapu 400 dostanú do záběru so šikmo usporiadanou uvolňovacou plochou 112 základného telesa 100.During the replacement, the own drive of the gripper unit is used, whereby a release stroke is required, the extreme positions of the release and working stroke being controlled e.g. limit switches. During the release stroke, the engagement surfaces 403 of the release pin 400 engage the inclined release surface 112 of the base body 100.

Dížka uvolňovaeieho zdvihu a sklon uvolňovacej plochy 112 sú konstrukčně zvolené tak, že na konci uvolňovaeieho zdvihu uvolňovací čap 400 svojou dosadacou plochou 402 stlačí spevňovacie teleso, 510 smerom dole o tafcú hodnotu, že aretaóné teleso 520, 520a sa móže vysunúť zo záběru s tvarovým zahíbením 308, 308a nosiča 300, ktorý sa potom móže zosunúť z valcovej upínacej časti 203 základnej čeluste 200, 200a.The length of the release stroke and the inclination of the release surface 112 are designed such that at the end of the release stroke the release pin 400, by its bearing surface 402, compresses the reinforcing body 510 downwards by the amount such that the detent body 520, 520a 308, 308a of the carrier 300, which can then be slid off the cylindrical clamping portion 203 of the base jaw 200, 200a.

Pri uvoiňovacom zdvihu sa deje súčasne zasúvanie nosiča 300 do zásobníka 700. Přitom sa zasúvajú polohovacie výstupky 720 do drážok 304, 304a nosiča 300. Po· ukončení uvolňovaeieho zdvihu sú nosiče 300 zasunuté do· zásobníka 700 a poistné prvky 710, v příklade prevedenia odpružené guličky zaskočia do poistného zahíbenia 306, 306a nosičov 300.During the release stroke, the carrier 300 is inserted simultaneously into the magazine 700. The positioning projections 720 are inserted into the grooves 304, 304a of the carrier 300. After the release stroke is completed, the carriers 300 are inserted into the magazine 700 and locking elements 710. they engage in the locking recess 306, 306a of the carriers 300.

Súčasne je odlehčené aretaóné zariadenie 500 a chápadlová jednotka bez nosičov 300 sa móže vysunúť zo zásobníka 700, v ktoroin sú v určitých, presne stanovených vzostupoch oproti sebe umiestnené ďalšie dvojice nosičov 300 potřebné pre ďalšie montážně operácie.At the same time, the arresting device 500 is relieved, and the carrier-free gripper unit 300 can be pulled out of the cartridge 700, in which, in certain well-defined elevations, other pairs of carriers 300 are positioned opposite one another for further assembly operations.

Chápadlová jednotka sa může pomocou imainipulačnéha zariadenia presunúť o túto vzdialenosť a upnúť dalšiu dvojlcu nosičov 300. Kvóli zníženiu požiadaviek na piresnosť manipulačného zariadenia a ulahčenia nasúvania sú talk' válcová upínacia časť 203 základnej čeíuste 200, 200a ako aj upínací otvor 302 nosiča 300 opatřené náběhovou častou 204 a náběhovým kuželom 301. Taktiež pre ulahčenie zasúvania nosičov 300 do zásobníka 700 sú na drážkách 304, 304a vytvořené zasúvacie rozšírenia 305.The gripper unit can be moved by this distance by the imainipulation device and clamped to the other double pairs of carriers 300. To reduce the rigidity requirements of the handling device and the ease of insertion, the cylindrical clamping portion 203 of the base jaw 200, 200a as well as the clamping bore 302 of the carrier 300 204 and inlet cone 301. Also, to facilitate the insertion of the carriers 300 into the cartridge 700, sliding extensions 305 are formed on the grooves 304, 304a.

Zodpovedajúce zúženie méže byť vytvořené aj na poldhovacom výstupku 720. Uvolňovací čap 400 plní zároveň aj funkciú polohovania nosiča 300 v pracovnej polohe, kedy sú jeho· válcové záběrové plochy 403 zasunuté do polohovacích vybraní 307 nosiča 300 a zabraňujú tým možnosti pootočenia nosičov 300 pri zatažení napr. pri miímoosovoni upínaní súčiastok. Potřebná upínacia sila aretačného zariadenia 500 sa dá nastavit změnou predpátia silového prvku 53D, 530a pomocou uzávěru 600, 600a.A corresponding taper may also be formed on the positioning projection 720. The release pin 400 also performs the function of positioning the carrier 300 in the working position, whereby its cylindrical engagement surfaces 403 are inserted into the positioning recesses 307 of the carrier 300 thereby preventing rotation of the carriers 300 when . clamping of components in the case of small axes. The required clamping force of the arresting device 500 can be adjusted by varying the bias of the force element 53D, 530a by means of the closure 600, 600a.

Dosadacia plocha 402 uvolňovacieho čapu 400 je vytvořená zafrézovaním, pričom vzniknú dve bočné plochy, ktoré tvarové istia uvolňovací Čap 400 proti vysunutiu zo základnej čeíuste 200, 200a.The abutment surface 402 of the release pin 400 is formed by milling to form two side surfaces which form the release pin 400 to prevent it from sliding out of the base jaw 200, 200a.

Claims

241579 5 The gripper unit can be moved by a handling device to a distance and clamped another pair of carriers 300. To reduce the requirements for the precision handling device and the ease of connection, the cylindrical clamping portion 203 of the base jaw 200, 200a as well as the clamping member 302 of the carrier 300 are provided with a leading portion 204 and a leading cone 301. The corresponding taper can also be provided on the positioning projection 720. The release pin 400 also serves as a positioning feature for the carrier 300 in the working position, when its cylindrical engagement surfaces 403 are inserted into the positioning tabs. the recess 307 of the carrier 300 and thus prevent the possibility of the carriers 300 rotating when retracted, e.g., the primary axis clamping of the components. The necessary clamping force of the locking device 500 is adjusted by changing the bias of the force element 53D, 530a by the closure 600, 600a. The bearing surface 402 of the release portion 400 is formed by milling, whereby two side faces are formed which shape the release pin 400 against the extension of the base jaw 200, 200a. OBJECT

A gripper unit, in particular for automated assembly and handling of workpiece and tools by means of an industrial boot or an automatic jaw manipulator from a magazine, consisting of a base body, with control and metering mechanisms in which the underlying jaws are slid carrying each carrier with a clamping jaw, characterized in that the base body (100) is provided with at least one release element (110) provided in the movement path of the release pin (400) which is disposed in the longitudinal recess (205) each base shell (200, 200a) provided with a clamping portion (203) in the form of a cylindrical projection, in the cavity (209), of which a locking device (500) is provided for the carrier (300, 300a) and spring-loaded (520, 520a) the provided strengthening body (510, 510a) is engaged by its pressing surface (512) with the abutment surface (402) of the release pin (400), the carrier (300, 30'Ga) has a shaped recess (308, 308a) for the locking body (520, 520a) in its clamping hole (302, 302a) for the clamping portion (203) of the base of the inventive jaw (200, 200a).

A gripper unit according to claim 1, characterized in that the release element (110) of the base body (100) is formed by a release surface (112) which is movable with the movement axis of the base jaws (200,200a).

3. A gripper unit according to claim 1, characterized in that the carrier (300, 300a) has an open groove pin (400) in the form of an open groove having a positioning recess (307) on the side of its stop face (303). parallel to the sliding axis of the carrier bore (302,302a) (300, 300a).

A gripper unit according to claim 1, characterized in that the support (300, 300a) is provided on at least one of the lateral grooves (304) parallel to the movement of the base jaw (200, 200a) in which the locking recess (306 306a) for a corresponding locking element (710) and a positioning outlet of the mesh (720) of the container (700). 3 sheets of drawings 4 y