DD225094A1

DD225094A1 - OPEN THREE-FINGER GRIPPER

Info

Publication number: DD225094A1
Application number: DD26421084A
Authority: DD
Inventors: Hans Scheld; Horst Groeger; Joachim Schroeder
Original assignee: Smab Forsch Entw Rat
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1985-07-24

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINEN OFFENEN 3-FINGERGREIFER MIT GERADLINIG, ZENTRISCH GEFUEHRTEN GREIFORGANEN FUER HANDHABUNGSVORGAENGE BEIM INDUSTRIEROBOTEREINSATZ. AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, EINEN FLEXIBEL AN DIE OBJEKTFORM ANPASSBAREN GREIFER ZU SCHAFFEN, DER LAGEABWEICHUNGEN DES OBJEKTS AUSGLEICHT UND DURCH ZENTRISCHE KRAFTEINLEITUNG ZWAENGUNGEN IM GREIFER UND IM OBJEKT VERMEIDET. GELOEST WIRD DIE AUFGABE DADURCH, DASS AN EINEM U-FOERMIGEN GREIFERGRUNDKOERPER DREI AUSWECHSELBARE GREIFORGANE DURCH EIN HEBELGETRIEBE AUF DREI UM 120 GRAD VERSETZTEN GERADEN GERADLINIG GEFUEHRT WERDEN, DEREN ANTRIEB DURCH EINEN ZWISCHEN DEN PLATTEN DES GREIFERGRUNDKOERPERS ANGEORDNETEN DOPPELT WIRKENDEN MEHRKAMMERZYLINDER MIT BEIDSEITIGER KOLBENSTANGE UEBER ZWEI ANTRIEBSHEBEL UND EINE ZAHNRADPAARUNG ERFOLGT. DURCH DEN EINSATZ DES ERFINDUNGSGEMAESSEN GREIFERS WIRD EINE HOHE FLEXIBILITAET IN DER BEDIENERARMEN FERTIGUNG BEI EINFACHER KONSTRUKTIVER, OEKONOMISCH GUENSTIGER GESTALTUNG DURCH FUNKTIONSZUSAMMENLEGUNG VON ANTRIEBS- UND KOPPELMECHANISMUS ERREICHT.THE INVENTION CONCERNS AN OPEN 3-FINGER GRIPPER WITH STRAIGHT-LENT, CENTRICALLY PROVIDED GRIPPING GRIPS FOR HANDLING PROPERTIES IN INDUSTRIAL OBJECTIVE USE. OBJECT OF THE INVENTION IS TO OBTAIN A FLEXIBLE GRAPHIC ADJUSTABLE TO THE SUBJECT, THAT ALONGS THE LOCAL DEVIATIONS OF THE OBJECT, AND PREVENTING CYCLES IN THE GRIPPER AND OBJECT BY CENTRIC STARTING. SOLVED BY THE TASK FACT THAT AT A U-shaped GREIFERGRUNDKOERPER THREE REPLACEABLE CROSS BODIES BY A LEVER GEAR ON THREE TO 120 DEGREES OFFSET STRAIGHT STRAIGHT PERFORMED ARE HAVING A DRIVE BY A BETWEEN THE BOARDS OF GREIFERGRUNDKOERPERS ARRANGED DOUBLE-ACTING MORE CHAMBER CYLINDER WITH BOTH SIDES ROD ON TWO DRIVE LEVER A TOOTHED WHEEL RETURN IS DONE. THE APPLICATION OF THE INVENTION APPROVED A HIGH FLEXIBILITY IN THE USER-EFFICIENT MANUFACTURE WITH A SIMPLE CONSTRUCTIVE, ECONOMICALLY GOOD DESIGN THROUGH FUNCTIONAL ASSEMBLY OF DRIVE AND COUPLING MECHANISM.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen offenen Drei-Fingergreifer für Industrieroboter zum Handhaben von scheiben- oder zylinder- bzw. stabförmigen Objekten.The invention relates to an open three-finger gripper for industrial robots for handling disc or cylinder or rod-shaped objects.

Characteristic of the known technical solutions

Beispiele für Greifer für Industrieroboter, bei denen durch translatorische oder rotatorische Antriebe und verschiedene Übertragungs- und Führungsgetriebe die Greiforgane bewegt und die Spannkräfte übertragen werden, sind aus Patentschriften und aus der Literatur bekannt. Diese sind bei mechanischen Greifeinrichtungen, wie DE 2851961, DD 149632, DD 15626, als 2-Fingergreiferwie Schraubstock, bzw. Zangengreifer oder als 3-Fingergreifer, wie DE 3100401, DD 158525, DE 2654495, DD 208578, mit radial geführten Greiforganen geschlossener oder offener Bauart ausgeführt. Die Anpaßfähigkeit des Greifers an das Objekt beeinflußt in starkem Maße die Flexibilität des Industrieroboters. Große Greifweite, gute Anpassung an verschiedene Objektformen und gute Zentrierung des Objektes im Greifer, auch bei Lageabweichungen des Objektes, bestimmen die Anpaßfähigkeit des Greifers. Bei 3-Fingergreifern, die den besten Zentrierungseffekt aufweisen, werden die Finger des Greifers auf einer Kurve geführt, die durch das Übertragungs- bzw. Führungsgetriebe festgelegt wird. Dadurch verändern sich die Krafteinleitungspunkte in das Objekt mit der Greifweite. Diese Tatsache ist für rotationssymmetrische Objekte ohne Bedeutung, bringt aber für andere Objektformen unkontrollierbare Zwängungen im Objekt und Greifer.Examples of grippers for industrial robots, in which by translational or rotary drives and various transmission and control gear moves the gripping members and the clamping forces are transmitted, are known from patents and from the literature. These are in mechanical gripping devices, such as DE 2851961, DD 149632, DD 15626, as 2-Fingergreiferwie vise gripper or as a 3-finger gripper, such as DE 3100401, DD 158525, DE 2654495, DD 208578, closed with radially guided gripping members or open design executed. The adaptability of the gripper to the object greatly affects the flexibility of the industrial robot. Large gripping distance, good adaptation to different object shapes and good centering of the object in the gripper, even with position deviations of the object, determine the adaptability of the gripper. For 3-finger grippers having the best centering effect, the fingers of the gripper are guided on a curve defined by the transmission gear. As a result, the force application points in the object change with the gripping width. This fact is of no importance for rotationally symmetrical objects, but brings for other object forms uncontrollable constraints in the object and gripper.

Ein weiterer Nachteil der betrachteten 3-Fingergreifer besteht in der getrennten Ausführung von Übertragungs-, Fingerkoordinierungs-und Antriebsmechanismus. Hierdurch wird zusätzlich Raum und Masse benötigt.Another disadvantage of the considered 3-finger grippers is the separate implementation of transmission, finger coordination and drive mechanism. This also requires space and mass.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen Greifer zu schaffen, der Flexibel an die Objektform anpaßbar ist, das Objekt auch bei Lageabweichung optimal zentriert und Zwängungen im Objekt und Greifer durch zentrische Krafteinleitung vermeidet.The aim of the invention is to provide a gripper which is flexibly adaptable to the object shape, the object is optimally centered even when positional deviation and avoids constraints in the object and gripper by centric force introduction.

Statement of the nature of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifer für Industrieroboter zu entwickeln, der sich durch eine große Greifweite, "drei geradlinig, z'ent^ischVkoöräini'ert gWüh'rteGreiforgane und ein Ähtnebsetement das gleichzeitig Kräfteinieituhg urid Fingerkoordinierung übernimmt, auszeichnet. Durch austauschbare Greiforgane sollen Objekte verschiedener Form zuverlässig zentriert, gegriffen und gehalten werden.The invention has for its object to develop a gripper for industrial robots, which is characterized by a large gripping distance, "three rectilinear, z'ent ^Vkoöräini'ert gWüh'rteGreiforgane and Ähtnebsetement the same forces inuurituitugg urid finger coordination, characterized by interchangeable gripping organs Objects of different shapes should be reliably centered, gripped and held.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß drei austauschbare Greiforgane durch Hebelgetriebe auf drei, um 120° versetzen Geraden zentrisch geführt werden. Das Hebelgetriebe besteht aus im Greifergrundkörper drehbar gelagerten Übertragungs- und Führungshebel und daran drehbar befestigten Finger. Die Hebelgetriebe werden über drei Wellen, die im Greifergrundkörper drehbar gelagert sind, durch einen doppelt wirkenden Mehrkammerzylinder mit beidseitiger Kolbenstange angetrieben. Die Synchronisation der Drehbewegung und damit der drei Greiforgane, wird über die Kolbenstange und eine Zahnradpaarung erreicht. Der Greifergrundkörper besteht aus zwei U-förmigen Platten die durch den Zylinder und die Wellen auf Abstand gehalten werden. Zum Greifen von wellen- bzw. stabförmigen Objekten kann der Greifer durch Aufsetzen von drei zusätzlichen Hebelgetrieben auf die durch den Greifergrundkörper geführten Wellenenden komplettiert werden. Vervollständigt wird der Greifer durch die dem Stand der Technik entsprechenden Elemente, wie federnde Aufhängung, Sollbruchstück, Sensoren u.a.According to the invention the object is achieved in that three interchangeable gripping members are guided by lever gear on three, offset by 120 ° straight lines. The lever mechanism consists of in the gripper body rotatably mounted transmission and guide lever and rotatably mounted fingers. The lever mechanism are driven by three shafts, which are rotatably mounted in the gripper body, by a double-acting multi-chamber cylinder with double-sided piston rod. The synchronization of the rotational movement and thus the three gripping members, is achieved via the piston rod and a gear pairing. The gripper body consists of two U-shaped plates which are held by the cylinder and the waves at a distance. For gripping shaft or rod-shaped objects, the gripper can be completed by placing three additional lever gears on the guided by the gripper body shaft ends. The gripper is completed by the prior art elements, such as resilient suspension, breaker, sensors and the like.

Beim Handhaben eines Objektes bewegt sich der geöffnete Greifer zum programmierten Übernahmepunkt. Dieser kann durch Überfahren und Absenken oder direktes Einfahren in die U-förmige Öffnung erreicht werden. Dabei kann das Objekt einen relativ großen Lagefehler gegenüber der einprogrammierten Lage aufweisen. Durch Beaufschlagen des Arbeitszylinders werden die Greiforgane synchron auf drei 120° versetzten Geraden auf den Zentriermittelpunkt des Greifers geführt. Das Objekt wird durch die Greiforgane bei Lagefehlern auf der Standfläche bis zur Anlage aller drei Greiforgane verschoben und somit im Greifer zentriert. Die Ablage bzw. Übergabe erfolgt durch Beaufschlagen der anderen Kolbenfläche des Mehrkammerzylinders.When an object is handled, the opened gripper moves to the programmed takeover point. This can be achieved by driving over and lowering or directly entering the U-shaped opening. In this case, the object may have a relatively large positional error with respect to the programmed position. By applying the working cylinder, the gripping members are synchronously guided on three 120 ° offset straight lines on the centering of the gripper. The object is displaced by the gripping organs in case of positional errors on the floor space to the plant of all three gripping members and thus centered in the gripper. The storage or transfer takes place by applying the other piston surface of the multi-chamber cylinder.

AusführungsbeispieiAusführungsbeispiei

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The solution according to the invention is explained below using an exemplary embodiment.

In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:In the accompanying drawing shows:

Fig. i —Eine Ausführung der GreifeinrichtungFig. I -A execution of the gripping device

Fig.2 — Einen Schnitt durch die Greifeinrichtung gemäß Fig. 12 shows a section through the gripping device according to FIG. 1

Der Greifer ist über eine Adapterplatte 2, die Sollbruchstelle 3 und federnde Aufhängung 4 mit dem Industrieroboter verbunden.The gripper is connected via an adapter plate 2, the predetermined breaking point 3 and resilient suspension 4 with the industrial robot.

Der Greifergrundkörper besteht aus zwei parallelen U-förmigen Platten 5, 6, die durch einen doppeltwirkenden Mehrkammerzylinder 7 mit beidseitiger Kolbenstange und zwei Bolzenverbindungen 8 zusammengehalten werden. In den Platten 5, S sind drei Wellen 9a, 9b, 9c mittels Gleitlager 10 gelagert. Auf der Weile 9a sind das Zahnrad 11 a und der Antriebshebel 12a, auf der Welle 9b das Zahnrad 11b und auf der Welle 9c der Antriebshebel 12c befestigt. Dabei stehen die Zahnräder 11a, 11b im Eingriff und die Antriebshebel 12a, 12c sind über die Kolbenstange des Mehrkammerzylinders 7 verbunden. Damit istThe gripper body consists of two parallel U-shaped plates 5, 6, which are held together by a double-acting multi-chamber cylinder 7 with double-sided piston rod and two bolt connections 8. In the plates 5, S three shafts 9a, 9b, 9c are mounted by means of plain bearings 10. On the shaft 9a, the gear 11a and the drive lever 12a are mounted on the shaft 9b, the gear 11b and on the shaft 9c of the drive lever 12c. In this case, the gears 11a, 11b are engaged and the drive levers 12a, 12c are connected via the piston rod of the multi-chamber cylinder 7. This is

die synchrone Drehbewegung aller drei Wellen 9a_r 9b, 9c bei geradliniger Bewegung der Kolbenstange des Mehrkammerzylinders 7 gewährleistet. Zur Bewegung der Kolbenstange des Mehrkammerzylinders 7 erfolgt über die Leitungsanschlüsse 19, 20 eine wechselseitige Beaufschlagung mit Druckluft.ensures the synchronous rotational movement of all three shafts 9a _r 9b, 9c in rectilinear motion of the piston rod of the multi-chamber cylinder 7. To move the piston rod of the multi-chamber cylinder 7 takes place via the line connections 19, 20, a mutual application of compressed air.

Zur geradlinigen Führung der austauschbaren Greiforgane 13 sind die Finger 14 an die auf den Wellenenden 9a, 9b, 9c befestigten Übertragunshebel 16 und an die auf den Wellenenden 17a, 17b und auf dem Lagerzapfen 18 befestigten Führungshebel angelenkt.For linear guidance of the interchangeable gripping members 13, the fingers 14 are articulated to the mounted on the shaft ends 9a, 9b, 9c Übertragungsunshebel 16 and on the shaft ends 17a, 17b and on the bearing pin 18 guide lever.

Zur Übergabe bzw. Ablage des im Greifer zentrierten scheibenförmigen rotationssymmetrischen Werkstückes 1 wird der Mehrkammerzylinder 7 über den Leitungsanschluß 20 mit Druckluft beaufschlagt. Durch die Bewegung der Kolbenstange des Mehrkammerzylinders werden über die Antriebshebel 12a, 12c die Wellen 9a, 9c synchron und über die Zahnradpaarung 11a, 11b die Welle 9b gegenläufig synchron bewegt. Über die Finger 14 werden die Greiforgane 13 geradlinig vom Werkstück 1 fortgeführt. In ihrer Endstellung liegen die Greiforgane 13 und die Finger 14 unter der Platte 6 des Greifergrundkörpers und geben den gesamten U-förmigen Innenraum des Greifers frei. Zum Greifen und Halten des Werkstückes 1 wird der Mehrkammerzylinder über den Leitungsanschluß 19 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch die Bewegung der Greiforgane 13 in umgekehrter Richtung erfolgt.To transfer or storage of the centered in the gripper disc-shaped rotationally symmetrical workpiece 1 of the multi-chamber cylinder 7 is acted upon via the line connection 20 with compressed air. As a result of the movement of the piston rod of the multi-chamber cylinder, the shafts 9a, 9c are synchronously moved via the drive levers 12a, 12c and the shaft 9b is moved in synchronism via the gear pair 11a, 11b. About the fingers 14, the gripping members 13 are rectilinearly continued from the workpiece 1. In their final position, the gripping members 13 and the fingers 14 are under the plate 6 of the gripper body and release the entire U-shaped interior of the gripper. For gripping and holding the workpiece 1, the multi-chamber cylinder is acted upon via the line connection 19 with compressed air, whereby the movement of the gripping members 13 takes place in the reverse direction.

Claims

Invention claims:

1. Open three-finger gripper for industrial robots for the handling of disc or cylinder or rod-shaped objects, characterized in that on a gripper body consisting of two parallel U-shaped plates, three interchangeable gripping members via three lever mechanism offset by 120 ° guided in a straight line be driven by a arranged between the plates double-acting multi-chamber cylinder udn two-sided piston rod via two drive lever and a gear pairing.

2. Open three-finger gripper according to item 1, characterized in that the lever mechanism is formed in the gripper body rotatably mounted transmission and guide lever and hinged thereto fingers.

3. Open three-finger gripper according to item 1 and 2, characterized in that three other gripping members and lever gear are offset by the height of the G erkerg round body and arranged in the same direction out.

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