CS272672B1

CS272672B1 - Wide-range gripping head

Info

Publication number: CS272672B1
Application number: CS309388A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Helan; Jiri Ing Michele
Original assignee: Jan Ing Helan; Jiri Ing Michele
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS309388A1

Abstract

On a support body (1) mounted to a manipulation arm (4) there is, in prismatic pulleys (2), a guide (7) on whose front face there is at least one gripper (10) equipped with form jaw (18) and with combined jaw (17) equipped with swivelling lever (26) of adjustable proximity switch (31) control. The support body (1) is further equipped with a rod (39) with divided strut spring (38). The rod (39) is in alternative contact with front face of piston rod (41) of the braking cylinder (11), which secures the support body (1) in preset positions.<IMAGE>

Description

(54)(54)

Širokorozsahová úchopová hlavice >0 Na nosném tělese (1) připevněném k manipulačnímu ramenu (4) je v prismatických kladkách (2) uloženo vedení (7) na jehož čele je upevněno nejméně jedno chapadlo (10) vybavené tvarovou čelistí (18) a kombinovanou čelistí (17) vybavenou výkyvně uloženou pákou (26) ovládání stavitelného bezkontaktního spínače (31). Nosné těleso (1) je dále opatřeno tyčí (39) s dělenou vzpěrnou pružinou (38). Tyč (39) je v alternativním styku s čelem pístnice (41) brzdicího válce (11), který zajištuje nosné těleso (1) v nastavených polohách.Wide-grasping gripper head> 0 On the support body (1) attached to the handling arm (4), a guide (7) is mounted in the prismatic pulleys (2) on the face of which at least one gripper (10) is provided. (17) equipped with a pivotably mounted lever (26) for actuating the adjustable contactless switch (31). The support body (1) is further provided with a rod (39) with a split spring (38). The rod (39) is in alternative contact with the piston rod face (41) of the brake cylinder (11), which secures the support body (1) in the set positions.

272 672 (ii) , (13) b i (51) Int. Cl.⁵ 272 672 (ii), (13) and (51) Int. Cl. ⁵

B 25 0 15/00B 25 0 15/00

0BR.2 fi $0BR.2 fi $

CS 272672 BlCS 272672 Bl

Vynález se týká širokorozsahové úchopové hlavice pro manipulaci s hřídelovými součást mi různého průměru, vhodné zejména pro manipulátory a průmyslové roboty.The present invention relates to a wide-range grip head for handling shaft components of different diameters, particularly suitable for manipulators and industrial robots.

Současná etapa průmyslového rozvoje se vyznačuje mimo jiné i hromadným nasazováním ro botů nebo podobným způsobem konstruovaných manipulátorů do výrobního procesu. Velkým nedostatkem těchto manipulačních zařízení je jejich specializace pro určitý předmět a jejich nesnadná adaptibilita při změně výrobního programu. Snaha odstranit tento nedostatek a zkonstruovat univerzálnější provedení uchopovací hlavice vede ke komplikovaným a ekonomicky neúnosným řešením. Ani druhá cesta, která spočívá ve vytvoření adaptibilního robota nevede k požadovanému cílí, protože klade vysoké nároky na vnitřní senzorický a elektronický systém. To znamená, že se jedná opět o ekonomicky neúměrně drahá, v současných podmínkách nevhodná řešení. To vše brání rozvoji robotizace pracovního procesu především při malosériové a kusové výrobě.The current stage of industrial development is characterized, inter alia, by the mass deployment of roots or similarly designed manipulators into the production process. A major drawback of these handling devices is their specialization for a particular item and their difficult adaptability to changing the product range. The effort to overcome this drawback and to construct a more versatile gripping head design leads to complicated and economically unbearable solutions. Even the second way of creating an adaptable robot does not achieve the desired goal, because it places high demands on the internal sensory and electronic system. This means that these are again economically disproportionately expensive, under the current conditions unsuitable solutions. All this prevents the development of robotization of the working process, especially in small-lot and piece production.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje v podstatné míře širokorozsahová úchopová hlavice podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ji tvoří nosné těleso připevněné k manipulačnímu ramenu a vybavené prismatickými kladkami, ve kterých jsou uloženy prísmatické lišty vedení opatřeného čelní deskou, na které je prostřednictvím výměnné mezidesky upevněno nejméně jedno duté těleso chapadla, v jehož dutině je uložen upínací píst, opatřený jednak axiální vodicí tyčí s měnitelným počtem talířových pružin, jednak ozubeným hřebenem, který je v záběru s ozubeným věncem kombinované čelisti, nacházejícím se v trvalém styku s ozubením věnce tvarované čelisti. Nosné těleso je opatřeno konzolou, ve které je uložen jeden konec tyče, na které je uložena dělená vzpěrná pružina a jejíž druhý konec, procházející kluzně čelním vybráním pístnice brzdového válce, je v alternativním styku s čelem pístníce odpruženého pístu nacházejícího se v brzdicím válci, připevněném k nosné konzole pevně spojené s nosným těle'sem a opatřené dorazem stavitelného dorazového čepu upraveného na pomocné konzole, připojené k tělesu chapadla. Kombinovaná čelist chapadla je opatřena přídavnou, výkyvné uloženou pákou ovládání stavitelného bezkontaktního spínače umístěného na kombinované čelisti.The aforementioned drawbacks are substantially eliminated by the broad-range gripping head according to the invention, which consists of a support body attached to a handling arm and equipped with prismatic pulleys accommodating prismatic guide rails provided with a front plate on which it is interchangeable by means of an interchangeable plate fastened at least one hollow gripper body, in the cavity of which the clamping piston is mounted, provided on the one hand with an axial guide rod with a variable number of disc springs, and on the toothed rack engaged with the toothed rim of the combined jaw . The support body is provided with a bracket in which one end of a rod is supported, on which a split spring is mounted and the other end passing through the sliding front recess of the piston rod of the brake cylinder is in alternative contact with the piston rod end of the spring piston located in the brake cylinder mounted to a support bracket firmly connected to the support body and provided with a stop of an adjustable stop pin provided on the auxiliary bracket connected to the gripper body. The combined gripper jaw is provided with an additional, pivotally mounted lever of an adjustable contactless switch mounted on the combination jaw.

Širokorozsahová úchopová hlavice, provedená podle vynálezu umožňuje manipulaci s rotačními součástmi v rozsahu od i 15 mm do é 95 mm, aniž by bylo potřeba na ní provádět nějaké úpravy, při zachování přesnosti vystředění uchopené součásti.The wide range grip head provided in accordance with the present invention allows the rotating parts to be handled in the range of 15 mm to 95 mm without any adjustments to it, while maintaining the centering accuracy of the gripped part.

Příkladné provedení širokorozsahové úchopové hlavice je schematicky znázorněno na při pojených výkresech kde na obr. 1 je celkové uspořádání úchopové hlavice se dvěma chapadly v čelním pohledu, na obr. 2 je úchopová hlavice v bočním pohledu, na obr. 3 je uspořádání chapače v částečném nárysném řezu a na obr. 4 je hydraulická brzda v bokorysném řezu.An exemplary embodiment of a wide-range gripping head is schematically shown in the accompanying drawings wherein in Fig. 1 the overall gripping head with two grippers is shown in a front view, Fig. 2 is the gripping head in a side view, Fig. 3 is a partial front view 4 shows a side view of the hydraulic brake.

Nosné těleso 2 širokorozsahové úchopové hlavice je na jedné straně opatřeno čtyřmi prismatickými kladkami 2, na druhé straně připojovací deskou 2) kterou je připevněno k manipulačnímu rameni průmyslového robota. V horní části je upravena deska 2 ^s hydraulikou pro ovládání chapadel 10 a brzdového válce 12- ^v prizmatických kladkách 2 i^e uloženo prostřednictvím prizmatických lišt £ pohyblivé vedení J_. Na čelní desce 36 jsou upevněna s využitím výměnné mezidesky 49 chapadla 10 v počtu odpovídajícím délkám manipulovaného sortimentu. V popisovaném případě jsou použita dvě chapadla 22· Každé chapadlo 10 sestává z dutého tělesa 12, tvarové čelisti 18 a kombinované čelisti 17. V dutině 27 dutého tělesa 12 je uložen jednočinný upínací píst 13, nacházející se pod stálým působením talířových pružin 20 navlečených na axiální vodicí tyči 19, spojené s upínacím pístem 12· Počet a pracovní charakteristika talířových pružin 20 jsou měnitelné. Talířové pružiny 20 jsou uloženy mezi dvěma kalenými kroužky 22) ^z nichž jeden se opírá o dno upínacího pístu 13 aThe support body 2 of the wide-grasping grip head is on one side provided with four prismatic pulleys 2, on the other side with a connecting plate 2) which is attached to the handling arm of an industrial robot. The upper plate is provided ^with two hydraulic control grippers 10 and the brake cylinder 12. ^{In the} prismatic pulleys 2 and ^e imposed by the prismatic strips £ j movable guidance. They are fixed to the faceplate 36 using the interchangeable plate 49 of the gripper 10 in a number corresponding to the lengths of the assortment being manipulated. In the present case, two grippers 22 are used. Each gripper 10 consists of a hollow body 12, a shaped jaw 18 and a combined jaw 17. The cavity 27 of the hollow body 12 accommodates a single-action clamping piston 13 located under the constant action of disc springs 20 The number and operating characteristics of the disc springs 20 are variable. Disc springs 20 are mounted between two hardened rings 22) one ^of which bears against the bottom of the clamping piston 13 and

CS 272672 Bl druhý o čelo ustavovacího šroubu 21 zašroubovaného do spodní části dutého tělesa 12 a zajištěného maticí 22. Ustavovací šroub 21 je opatřen stavěcím šroubem 23 s pojištovací maticí 24, podobně jako víko 25, které jsou určeny k nastavení zdvihu pístu 13., kterým je uzavřena druhá strana dutiny 27 dutého tělesa 12 ^Ve víku 22. Š^e vytvořen kanál 28 pro přívod tlakového média. Upínací píst 13 je vybaven ozubeným hřebenem 14, který zabírá do ozubeného věnce 16 stavitelně spojeného s kombinovanou čelistí 17 otočně uloženou na čepu 50 dutého tělesa 12 opatřenou bezkontaktním spínačem 31 a výkyvné uloženo přídavnou pákou 26. ovládání bezkontaktního spínače 31, která se nachází pod trvalým působením rozpěrne pružiny 33. Maximální výkyv kombinované čelisti 17 je vymezen koncovým bezkontaktním spínačem 30. S ozubeným věncem 16 je ve stálém záběru ozubení 40 věnce 15 stavitelně spojeného s tvarovanou čelistí 18., otočně uloženou na čepu 50 dutého tělesa 12. Ve spodní části vedení 2 í^e umístěna konzola 9. ^a pomocná konzola 2· ^v konzole 9_ je usazena svým jedním koncem tyč 39 se dvěma opěrnými nákružky 42 a s mezi nimi uloženou dělenou vzpěrnou pružinou 38. Druhý konec tyče 39 prochází kluzně čelním vybráním pístnice 41 jednočinného odpruženého pístu 37 brzdicího válce 11, napojeného na straně uzavíracího víka 44 na přívod 45 tlakového média. Brzdicí válec 11 je upevněn na nosné konzole 35 vybavené držákem 47 bezkontaktního signalizačního spínače 46 tvořícím současně doraz 48 dorazového šroubu 43 uloženého v pomocné konzole 2 vybavené plochou 51 pro ovládání signalizačního spínače 46.CS 272672 B1 a second face of an adjusting screw 21 screwed into the lower part of the hollow body 12 and secured by a nut 22. The adjusting screw 21 is provided with an adjusting screw 23 with a locking nut 24, similar to the lid 25, intended to adjust the piston stroke 13. it is closed by the second side of the cavity 27 of hollow body 12 ^{in the} lid 22. ^e a channel 28 for supply of pressure medium. The clamping piston 13 is provided with a rack 14 which engages a ring gear 16 adjustablely coupled to the combined jaw 17 rotatably mounted on a pin 50 of the hollow body 12 provided with a contactless switch 31 and pivotally mounted by an additional lever 26 of the contactless switch 31 The maximum swing of the combined jaw 17 is defined by the end contactless switch 30. With the ring gear 16, the toothing 40 of the ring 15 is permanently engaged with the ring jaw 15, adjustablely connected to the shaped jaw 18 rotatably mounted on the pin 50 of the hollow body 12. 2 ^te positioned bracket 9 ^and the auxiliary bracket · 2 ^{in the} bracket 9 is mounted at one end to the rod 39 with two support flanges 42, and between them, a split buckling spring 38. the other end of rod 39 passes slidably through the front recess of the piston rod 41 of a single-acting spring-loaded plunger 37 braking a cylinder 11 connected on the side of the closure lid 44 to the pressure medium supply 45. The brake cylinder 11 is mounted on a support bracket 35 equipped with a bracket 47 of a proximity signaling switch 46 forming at the same time a stop 48 of the stop screw 43 housed in the auxiliary bracket 2 equipped with a surface 51 for actuating the signaling switch 46.

V základním provedení, kdy se širokorozsahová úchopová hlavice nachází ve stavu připraveném pro odebírání součástí z nezakresleného zásobníku ve vedení 7_ nachází v krajní po loze, kdy dorazový šroub 43 dosedá na doraz 48. Bezkontaktní signalizační spínač 46 je sepnut. Vedení 7 je v této poloze zabrzděno působením pístnice 41 odpruženého pístu 37 brzdicího válce 22, do kterého byl přiveden hydraulický tlak, na tyč 39. Také na upínací písty 13 v dutých tělesech 12 chapadel 10 působí hydr. tlak a obě čelisti 22, 22 J^sou uvolněny a bezkontaktní koncové spínače 22, 46 jsou také sepnuty. Při zahájení manipulačního manévru podjedou spodní tvarované čelisti 18 pod součástku v zásobníku. Zruší se přívod tlakového média přestavením nezakresleného rozváděče. Silou talířových pružin 20 se vyvodí pohyb upínacího pístu 13 v dutině 27 dutého tělesa 22, který se přenáší přes ozubený převod na kombinovanou čelist 17 i tvarovanou čelist 22· Vyvolaným pohybem je přídavná páka 26 postupně zatlačována součástkou do vybrání v kombinované čelisti 17 tak, že v okamžiku upnutí součástky dojde i k sepnutí bezkontaktního spínače 31. Při popsaném pohybu dojde nejdříve k nadzvednutí součástky v zásobníku a teprve potom k jejímu ustředění a upnutí. Po vložení manipulované součástky do upínacího místa dojde ke zrušení hydraulického tlaku do brzdicího válce 21· upnutí se může realizovat i axiální posuv součásti například tak, že nezakreslený hydraulický koník provede tangenciální zasunutí součásti na hrot unášeči desky. Přitom dojde i k posunutí vedení 7_ v prizmatických kladkách £ nosného tělesa 2 ^a k předepnutí dělené rozpěrné pružiny 38 Brzdicí válec 11 zaaretuje vedeni T_ v nové poloze. Zavedením hydraulického tlaku do dutiny 27 v dutém tělese 12 se upínací píst 13 posune pro ti tlaku talířových pružin 20 a vyvodí rozevření kombinované čelisti 17 a tvarované čelisti 18 a součástka, upnutá mezi hroty upínače se uvolní. Následuje odsunutí úchopové hlavice mimo pracovní prostor stroje. Po skončení pracovních operací najede úchopová hlavice znovu do pracovního prostoru stroje k součástce. Kombinovaná čelist 17 spolu s tvarovanou čelistí 18 uchopí opracovanou součástku a sepne bezkontaktní spínač 31.In the basic embodiment, when the wide-range gripping head is in a ready-to-remove condition from the unstretched container in the guide 7, it is in an extreme position when the stop screw 43 abuts the stop 48. The contactless signal switch 46 is closed. In this position, the guide 7 is braked by the piston rod 41 of the spring piston 37 of the brake cylinder 22 to which the hydraulic pressure has been applied to the rod 39. The clamping pistons 13 in the hollow bodies 12 of the grippers 10 are also affected by hydr. the pressure and both jaws 22, ^{22J are} released and the contactless limit switches 22, 46 are also closed. Upon commencement of the handling maneuver, the lower shaped jaws 18 pass under the component in the cartridge. The supply of the pressure medium is canceled by adjusting the non-drawn distributor. The force of the disc springs 20 results in the movement of the clamping piston 13 in the cavity 27 of the hollow body 22, which is transmitted via a gear transmission to the combination jaw 17 and the shaped jaw 22. at the moment of clamping of the component, the contactless switch 31 closes. During the described movement, the component is first lifted in the magazine and only then it is centered and clamped. After insertion of the manipulated part in the clamping point, the hydraulic pressure in the brake cylinder 21 is released. The clamping can also be realized by axial displacement of the component, for example, by tangentially drawing the hydraulic tailstock onto the tip of the carrier plate. The guide 7 is also displaced in the prismatic pulleys 6 of the support body 2 ^and the split spring 38 is biased. The brake cylinder 11 locks the guide 7 in a new position. By introducing hydraulic pressure into the cavity 27 in the hollow body 12, the clamping piston 13 is moved to thrust the pressure of the disc springs 20 and the opening of the combined jaw 17 and the shaped jaw 18 is opened and the component clamped between the clamping tips is released. This is followed by moving the grip head outside the machine's working space. After the work operations are completed, the grip head moves back to the work area of the machine to the part. The combination jaw 17 together with the shaped jaw 18 grips the workpiece and closes the contactless switch 31.

Zruší se tlak v brzdicím válci 22 ^a rozpěrná pružina 32 odtlačí odpružený píst 37 s pístnici 41 od tyče 39, čímž se odbrzdí vedení ]_. Nezakreslený hrot koníku se zasune. Dělená pružina 38 zatlačí vedení Ί_ do výchozí polohy a dorazový šroub 43 dosedne znovu na do raz 48. Tím se zaktivizuje koncový bezkontaktní spínač .46. Následuje opět zabrzdění vedení 2- Manipulační rameno 4_ robota přesune součástku do zásobníku, kde ji rozevřením kombinované čelisti 17 a tvarové čelisti 18 uvolní.The pressure in the brake cylinder 22 is released ^{and the} spring 32 pushes the spring-loaded piston 37 with the piston rod 41 away from the rod 39, thereby releasing the guide 11. The not shown tip of the tailstock is retracted. The split spring 38 pushes the guide 7 into the initial position and the stop screw 43 rests on the end 48 again. This activates the limitless contact switch 46. This is followed by braking the guide 2 again. The robot arm 4 moves the workpiece into the magazine, where it is released by opening the combined jaw 17 and the shaped jaw 18.

CS 272672 BlCS 272672 Bl

Širokorozsahová úchopová hlavice je zvlášt vhodná pro dvouramenné manipulátory, kde umožňuje provedení výměny součásti v pracovním posuvu obráběcího stroje během jednoho zdvi hu.The wide-range gripping head is especially suitable for two-arm manipulators, where it allows the part to be changed at the machine feed at one stroke.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A wide-range gripping head for handling shaft components of different diameters, in particular for manipulators and industrial robots, characterized in that it comprises a support body (1) attached to a handling arm (4) and equipped with prismatic pulleys (2) in which prismatic strips (6) of a guide (7) provided with a faceplate (36), on which at least one hollow body (12) of the gripper (10) is fastened by means of an interchangeable plate (49), in which cavity (27) 13), provided on the one hand with an axial guide rod (19) with a variable number of disc springs (20) and on the other hand with a toothed rack (14) which engages the toothed ring (16) of the combined jaw (17) in permanent contact with the teeth (40) a rim (15) of a shaped jaw (18), the support body (1) being provided with a bracket (9) in which one end of the rod (39) is supported, on which a split a spring (38) and whose other end, sliding through the front recess of the piston rod (41) of the brake cylinder (11), is in alternative contact with the piston rod (41) face of the spring piston (37) located in the brake cylinder (11) attached to a support bracket (35) firmly connected to the support body (1) and provided with a stop (4B) of the adjustable stop pin (43) provided on the auxiliary bracket (8) connected to the body (12) of the gripper (10).

2. The gripping head of claim 1, wherein the gripper jaw (17) is provided with an additional pivotably mounted lever (26) for actuating an adjustable contactless switch (31) located on the gripper jaw (17).