DD246072A1

DD246072A1 - THREE-PACK GRIPPERS IN OPEN CONSTRUCTION

Info

Publication number: DD246072A1
Application number: DD28699986A
Authority: DD
Inventors: Volker Hoehns; Guntram Robel
Original assignee: Inst Fuer Nachrichtentechnik
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1987-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dreibackengreifer in offener Bauform zum Greifen rotationssymmetrischer Objekte, insbesondere fuer Industrieroboter. Ziel ist, die Wiederhol- und Positioniergenauigkeit zu verbessern. Dazu soll im gesamten Spannbereich eine exakt lineare Backenbewegung bei Einleitung einer variablen Greifkraft realisiert werden. Erfindungsgemaess ist auf einer Grundplatte mit einem im wesentlichen U-foermigen Ausschnitt ein durch eine waehlbare Anzahl von Zugfedern an einem von zwei Anschlaegen gehaltener und durch eine Mehrzahl von wahlweise ansteuerbarer, doppeltwirkender Arbeitszylinder parallel zur Grundplatte in einer Saeulenfuehrung bewegbarer Schlitten befestigt, der ueber Koppeln mit dem jeweils einen Ende dreier drehbar gelagerter Antriebshebel verbunden ist, welche mit ihrem jeweils anderen, scheibenartig ausgeformten Ende spielfrei in eine in drei Backen eingearbeitete Aussparung eingreifen, die in um 120 versetzt angeordneten und auf einen gedachten Punkt in dem U-foermigen Ausschnitt weisenden Fuehrungen linear verschiebbar gelagert sind. Fig. 1The invention relates to a three-jaw gripper in an open design for gripping rotationally symmetrical objects, in particular for industrial robots. The aim is to improve the repeatability and positioning accuracy. For this purpose, an exactly linear jaw movement at the initiation of a variable gripping force is to be realized in the entire clamping range. According to the invention, on a base plate with a substantially U-shaped cutout, a carriage, which is held by a plurality of tension springs on one of two stops and can be moved by a plurality of selectively controllable, double-acting working cylinders parallel to the base plate in a column guide, which is connected via coupling each one end of three rotatably mounted drive lever is connected, which engage with their respective other, disk-like shaped end backlash in a recess incorporated in three jaws, arranged linearly offset by 120 and pointing to an imaginary point in the U-shaped cutout guides are slidably mounted. Fig. 1

Description

embodiment

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Fig. die Ansicht eines Dreibackengreifers in offener Bauform im geschlossenen Zustand.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the accompanying drawing, the figure shows the view of a three-jaw gripper in open design in the closed state.

Dargestellt ist eine Grundplatte 1 mit einem U-förmigen Ausschnitt 2, ein Schlitten 3 mit Zugfedern 4, einer Säulenführung Bund einem Schaltstück 6, drei handelsübliche, doppeltwirkende Arbeitszylinder.7, drei Koppeln 8, drei Antriebshebel 9 mit jeweils " einem scheibenartig ausgeformten Ende 10, drei Backen 11 mit je einer Aussparung 12 und je einem Endstück 13, drei auf einen Punkt 14 weisende Führungen 15 und zwei Initiatoren 16; 16'Shown is a base plate 1 with a U-shaped cutout 2, a carriage 3 with tension springs 4, a column guide collar a switching piece 6, three commercially available, double-acting Arbeitszylinder.7, three couplings 8, three drive lever 9, each with a " disc-like shaped end of the 10th , three jaws 11, each with a recess 12 and one end piece 13, three pointing to a point 14 guides 15 and two initiators 16; 16 '

Die Funktion des Dreibackengreifers ist folgende. The function of the three-jaw gripper is as follows.

In dem dargestellten, geschlossenen Zustand des Dreibackengreifers befindet sich der Schlitten 3 in der einen der beiden Endlagen, wobei die Kfaft der Zugfedern 4 über den Schlitten 3 die Kolben der Arbeitszylinder? gegen die einen der Anschläge in den Arbeitszylindern 7 drückt. In dieser Endlage befindet sich das Schaltstück 6 im Wirkbereich des einen der Initiatoren 16. Von diesem einen Initiator 16 gesteuert wird zum Betätigen des Dreibackengreifers die zur Überwindung der Kraft der Zugfedern 4 notwendige Anzahl von Arbeitszylinder 7 derart mit Druckluft beaufschlagt, daß sich der Schlitten 3 in der Säulenführung 5 so weit in Richtung auf den U-förmigen Ausschnitt bewegt, bis die Kolben in den Arbeitszylindern 7 an. den anderen Anschlägen der Arbeitszylinder? anliegen. Das Schaltstück 6 befindet sich dann im Wirkbereich des anderen Initiators 16'. Durch die Bewegung des Schlittens 3 werden über die Koppeln 8 die Antriebshebel 9 in der Weise gedreht, daß sie mit den in die Aussparungen 12 eingreifenden, scheibenartig ausgeformten Enden 10 die Backen 11 in ihren Führungen 15 von dem Punkt 14 nach außen bewegen. Durch die Art der Führungen 15 ist diese Bewegung der Backen 11 streng linear.In the illustrated, closed state of the three-jaw gripper, the carriage 3 is in one of the two end positions, wherein the Kfaft the tension springs 4 via the carriage 3, the piston of the working cylinder? against which one of the stops in the working cylinders 7 presses. In this end position, the switching element 6 is in the effective range of one of the initiators 16. From this one initiator 16 is controlled to operate the three-jaw gripper to overcome the force of the tension springs 4 necessary number of working cylinder 7 so compressed air that the carriage. 3 in the column guide 5 so far in the direction of the U-shaped cutout moves until the piston in the working cylinders 7 at. the other attacks of the working cylinder? issue. The switching piece 6 is then in the effective range of the other initiator 16 '. By the movement of the carriage 3, the drive lever 9 are rotated via the coupling 8 in such a way that they move with the engaging in the recesses 12, disk-like shaped ends 10, the jaws 11 in their guides 15 from the point 14 to the outside. Due to the nature of the guides 15, this movement of the jaws 11 is strictly linear.

In dieser Stellung wird der Dreibackengreifer programmgesteuert entweder axial oder radial an das zu handhabende Objekt derart angefahren, daß der Punkt 14 im Mittelpunkt des Objektes liegt.In this position, the three-jaw gripper is programmatically approached either axially or radially to the object to be handled in such a way that the point 14 is located in the center of the object.

Von dem anderen Initiators 16'gesteuert werden nun die Arbeitszylinder 7 derart mit Druckluft beaufschlagt, daß sich der Schlitten 3 un'd die Backen 11 jeweils in umgekehrter Richtung soweit bewegen, bis die Backen 11 an dem zu handhabenden Objekt anschlagen. Ein nicht exakt zentrisch stehendes Objekt wird dabei zentriert. Infolge der streng linearen Bewegung der Backen 11 ist hierbei eine Drehbewegung des Objektes ausgeschlossen. Das ist besonders dann wichtig, wenn lageorientierte Teile, zum Beispiel mit einer Nut, zu handhaben sind. In dieser Stellung befindet sich das Schaltstück 6 noch nicht im Wirkbereich des einen Initiators 16 und nicht mehr im Wirkbereich des anderen Initiators 16'. Das bedeutet, daß das Objekt von dem Dreibackengreifer erfaßt wurde. In diesem Betriebszustand wird die Haltekraft je nach Programmierung allein von den Zugfedern 4 oder zusätzlich zu den Zugfedern 4 von den doppeltwirkenden Arbeitszylindern 7 aufgebracht. In Abhängigkeit von der aufzubringenden Haltekraft sind Zugfedern 4 mit entsprechender Federkraft und in entsprechender Anzahl einzusetzen. Auf diese Weise können sowohl druckempfindliche Objekte als auch vergleichsweise schwere Objekte gefaßt werden, für die eine hohe Haltekraft aufzubringen ist.Controlled by the other initiator 16 ', the working cylinders 7 are now subjected to compressed air in such a way that the carriage 3 and the jaws 11 each move in the opposite direction until the jaws 11 strike against the object to be handled. A not exactly centric standing object is centered. As a result of the strictly linear movement of the jaws 11 in this case a rotational movement of the object is excluded. This is especially important if position-oriented parts, for example with a groove, are to be handled. In this position, the contact piece 6 is not yet in the effective range of one initiator 16 and no longer in the effective range of the other initiator 16 '. This means that the object was detected by the three-jaw gripper. In this operating state, the holding force is applied depending on the programming alone of the tension springs 4 or in addition to the tension springs 4 of the double-acting cylinders 7. Depending on the applied holding force tension springs 4 are to be used with appropriate spring force and a corresponding number. In this way, both pressure-sensitive objects and relatively heavy objects can be taken for which a high holding force is applied.

Das Lösen des Objektes aus dem Dreibackengreifer geschieht in analoger Weise.The release of the object from the three-jaw gripper is done in an analogous manner.

Durch das Trennen der Führungen 15 für die Backen 11 von dem durch die Arbeitszylinder?, Koppeln 8 und Antriebshebeln 9 realisierten Antrieb wird eine exakt lineare Bewegung der Backen 11 erreicht. Eine weitere, vorteilhafte Auswirkung dieser Trennung ist, daß diese Linearität und die hohe Wiederhol- und Positioniergenauigkeit in einer Größenordnung von 0,01 mm innerhalb der Lebensdauer des Dreibackengreifers bei üblichen und beherrsch baren Genauigkeitsforderungen sowohl für die Führungen 15 als auch für die übrigen Teile erreichbar ist.By separating the guides 15 for the jaws 11 from the drive realized by the working cylinders 8, coupling 8 and drive levers 9, an exactly linear movement of the jaws 11 is achieved. Another advantageous effect of this separation is that this linearity and the high repeatability and positioning precision in the order of 0.01 mm within the life of the three-jaw gripper reachable at usual and manageable ble accuracy requirements for both the guides 15 and the other parts is.

Claims

claims:

1. three-jaw gripper in open design, characterized in that on a base plate (1) having a substantially U-shaped cutout (2) by a selectable number of tension springs (4) held on one of two stops and by a plurality of optional controllable, double-acting cylinder (7} parallel to the base plate (1) in a column guide (5) movable carriage (3) is fixed, which is connected via coupling (8) with one end of each of three rotatably mounted drive lever (9) which with their respective other, disk-like shaped end (10) engage clearance in a in three jaws (11) incorporated recess (12) arranged offset by 120 ° and an imaginary point (14) in the U-shaped cutout (2) pointing guides (15) are mounted linearly displaceable.

2. three-jaw gripper according to claim 1, characterized in that the jaws (11) preferably consist of prismatic rods with exchangeable end pieces (13),

3. three-jaw gripper according to claim 1 and 2, characterized in that the carriage (3) when abutting each of the two stops each in the area of action of one of two initiators (16; 16 ') is located.

For this 1 page drawing

field of use

The invention relates to a three-jaw gripper in an open design for gripping rotationally symmetrical objects for handling devices, in particular industrial robots.

Characteristic of the known technical solutions

In order to be able to use handling equipment, in particular industrial robots, a large clamping range, a possible radial and axial approach to the objects to be handled, variability of the gripping force, self-centering of the objects when gripping and a high repeating and positioning accuracy at low Own mass and ease of manufacture required. The known technical solutions meet these requirements only partially.

In a known three-finger gripper in open design three gripping fingers are provided on a base body consisting of two parallel plates, which are articulated by three offset by 120 ° arranged lever gears. Each of the lever gears includes three rotatably mounted levers. The lever gears are driven by two drive levers and a gear pair of a double-acting multi-chamber cylinder with double-sided piston rod, see. DD WP225094; B25J-15/10 min.

A disadvantage of this solution are the lever mechanism with its large number of bearings. Each game in the bearings affects in connection with the sometimes large gear ratios unfavorable to the repeat and positioning accuracy of the gripper. The gear pairing used is uneconomical for both relatively small production series of handling equipment. Finally, the movement of the gripper fingers is only approximately rectilinear and that only for a relatively small clamping range. In the case of a positional error of the object with respect to the previously programmed positions, positioning errors can thereby be caused.

Object of the invention

The aim of the invention is to provide a universally applicable three-jaw gripper open design with relatively low mass and ease of manufacture, which has improved repeatability and positioning accuracy.

Essence of the invention

The invention has for its object to realize an over the entire clamping range exactly linear jaw movement at the initiation of a variable gripping force. According to the invention, the object is achieved in that on a base plate with a "U-shaped cut in a by a selectable number of springs on one of two stops and held by a plurality of selectively controllable, double-acting cylinder parallel to the base plate in a column guide movable Carriage is attached, which is connected via coupling with one end of each of three rotatably mounted drive lever, which engage with their respective other, disk-like shaped end backlash in a recess incorporated in three jaws, which are arranged offset by 120 ° and an imaginary point The jaws are preferably made of prismatic bars with interchangeable end pieces, and the slide is located in the area of action of one of two initiators when contacting each of the two stops.

With the solution according to the invention, it is possible to realize a three-jaw gripper with low intrinsic mass to be operated as an inner or outer gripper, in which the jaw movement is strictly linear over the entire clamping range. By varying the tension springs and selectively controlling the double-acting, commercial working cylinder can be handled with the same high repetition and positioning accuracy both light and pressure-sensitive parts and relatively heavy parts.