DD258768A1

DD258768A1 - ROTATION CLAMP DOUBLE GRAB

Info

Publication number: DD258768A1
Application number: DD29119186A
Authority: DD
Inventors: Juergen Bethmann
Original assignee: Zentraler Projektierungs Und R
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1988-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen industrierobotergefuehrten zentrierenden Greifer zum aeusseren Greifen von Rollen und aehnlichen zylindrischen Rotationskoerpern aus nicht komprimierbarem Material zum stehenden Abstapeln in dichtester sogenannter Kugelpackung in ringsum geschlossene Transportbehaelter, wobei selbstaendig die Greifkraft geregelt wird in Abhaengigkeit vom Rollengewicht. Entscheidendes Kriterium dabei ist die Forderung, dass Rollen aufzugreifen sind, welche ein Innengreifen nicht gewaehrleisten und dass beim positionierten Abstellen der Rollen bereits abgestellte als auch die abzustellende Rolle nicht gefaehrdet oder umgerissen werden. Durch sinnvolle Anordnung an sich bekannter Maschinen-, Kraftuebertragungs- und Signalelemente ist nur ein einziger Antrieb erforderlich. Fig. 3The invention relates to a industrierobotergefuehrte centering gripper for externally gripping rollers and similar cylindrical rotary bodies of non-compressible material for standing stacking in dense so-called spherical packing in round closed Transportbehaelter, wherein selbstaendig the gripping force is regulated depending on the roll weight. The decisive criterion here is the requirement that roles are to be picked up, which does not guarantee an internal gripping and that when positioned shutdown of roles already parked as well as the abzustellende role is not endangered or torn. By meaningful arrangement of known machine, Kraftuebertragungs- and signal elements only a single drive is required. Fig. 3

Description

Dabei ist zu gewährleisten, daß durch rollengewichtsadäquaten Greifdruck und der Verhinderung eines freien Falles der Rollen auf den Positionierplatz eine Beschädigung der Rollen oder deren Verpackung verhindert wird. Darüberhinaus muß dieser Rollenaußengreifer sichern, daß sowohl beim positionierten Abstellen der Rollen als auch beim Verlassen der eingenommenen Position nach dem Rollenabstellen bereits abgestellte Rollen nicht gefährdert oder umgerissen werden. Weiterhin soll durch lediglich zwei Signale greiferinterner Bildung, z. B. „Rolle ergriffen" und „Rolle abgestellt" die IR-Steuerung einen Drehrichtungswechsel nur eines Greiferantriebes transformieren, wobei der Greifer kinematisch so auszulegen ist, daß alle diese Aufgaben, insbesondere auch die des sicheren Greifens unterschiedlicher Rollendurchmesser im Greifbereich, erfüllt werden. Damit werden die Nachteile bekannter Außengreifer im erfindungsgemäßen Anwendungsgebiet beseitigt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Rotationszangendoppelgreifer gelöst, dessen Wesen es ist, daß die zwei Greifzangen des im weiteren Sinne definitionsgerecht als elektrischen, automatisch einstellbaren Doppelzangengreifer zu bezeichnenden Greifers als angetriebene Fingerwalzenpaare entgegengesetzter Drehrichtung ausgebildet sind, welche sich bei Rückwärtslauf des rücklaufgebremsten elektrischen Antriebsgetriebemotors des Greifers, um ihre Längsachse drehend schließenund die zu greifende Rolle im Greifbereich begrenzten unterschiedlichen Durchmessers kraftschlüssig arretieren, wobei in der letzten Phase des Schließvorganges die Rolle um wenige Zentimeter zwischen den Rotationszangen bewegt und z.B. bei stehender Aufgreifstellung angehoben wird. (Bodenfreiheit für folgende Rollenmanipulation). Die Rotationszangen erhalten ihre Greifkraft auf das Handhabeobjekt von vorgespannten und einstellbaren Druckfedern, wobei im Greifbereich der Zangen entsprechend derfunktionellen Abhängigkeit von Rollendurchmesser und Rollengewicht die Greifkraft selbständig dem wechselnden Rollengewicht gemäß eingestellt wird.It should be ensured that by rolling weight-adequate gripping pressure and the prevention of a free fall of the rollers on the positioning of damage to the rolls or their packaging is prevented. In addition, this role outer gripper must ensure that both parked when parking the roles and when leaving the occupied position after Rollenabstellen already parked roles are not endangered or ripped. Furthermore, by only two signals grreiferinterner education, z. B. "role taken" and "role turned off" the IR control transform a direction of rotation change only a gripper drive, the gripper is kinematically interpreted so that all these tasks, especially those of secure gripping different roll diameter in the gripping area, are met. This eliminates the disadvantages of known external grippers in the field of application according to the invention. According to the invention, the object is achieved by a rotary pliers double gripper, the nature of which is the two grippers of the definition by definition as electrical, automatically adjustable double gripper to be designated gripper are designed as driven finger roller pairs opposite direction of rotation, which in reverse rotation of the rücklaufgebremsten electric drive gear motor of the gripper , To close rotationally about its longitudinal axis and lock the roller to be gripped frictionally in the gripping area of limited different diameter, wherein in the last phase of the closing operation, the roller moves a few centimeters between the rotary tongs and eg is raised when the pickup position is stationary. (Ground clearance for following roll manipulation). The rotary tongs receive their gripping force on the handle object of preloaded and adjustable compression springs, wherein in the gripping area of the tongs according to the functional dependence of roll diameter and roll weight, the gripping force is automatically adjusted according to the changing roll weight.

Bei Vorwärtslauf des Greiferantriebsmotors wird die Rolle nach Einnahme der gewählten Abstellposition zwischen den Rotationszangen nunmehr geänderter Drehrichtung senkrecht von oben nach unten in Richtung der Rollensymmetrieachse auf die vorgesehene Abstellposition in dem ringsum geschlossenen Transportbehälter transportiert, bis die Rolle die Rotationszangen verlassen hat.During forward movement of the gripper drive motor, the role is taken after taking the selected parking position between the rotary pliers now changed direction of rotation perpendicular from top to bottom in the direction of the roller axis of symmetry to the intended parking position in the closed round transport container until the roller has left the rotary pliers.

Beim Rollenpositionieren und -abstellen befindet sich der Greifer also immer über bereits abgestellte Rollen, so daß keinerlei Möglichkeiten der Kollision mit diesen besteht, sondern bereits abgestellte Rollen eine zusätzliche fördernde Stabilisierung des Rollenabstellvorganges bewirken. Erst nachdem die Rolleden Greifer verlassen hat, öffnet der Greifer wieder durch Rückwärtslauf des Greiferantriebsmotors. Dieser rückläufige Antrieb bewirkt mittels Exzenter das Öffnen und Schließen der Greiferzangen im Greiferbereich, wobei vorzugsweise Näherungsinitiativen den jeweiligen Zustand signalisieren. Ebenfalls vorzugsweise durch Näherungsinitiator wird signalisiert, wenn die Rolle den Greifer verlassen hat.When role positioning and shutdown so the gripper is always on already parked roles, so that there is no possibility of collision with these, but already parked roles cause additional promotional stabilization of Rollenabstellvorganges. Only after the roller has left the gripper, the gripper opens again by reverse rotation of the gripper drive motor. This retrograde drive causes by means of eccentric the opening and closing of the gripper tongs in the gripper region, wherein preferably proximity initiatives signal the respective state. Also preferably by proximity initiator is signaled when the roller has left the gripper.

Das Bewegen der Greiferzangen im Greiferbereich bei vorwärtsläufigem Greiferantrieb wird verhindert durch die Anwendung einer Rollensperrkupplung am Exzenter.The movement of the gripper tongs in the gripper area in the case of a forward-moving gripper drive is prevented by the use of a roller-type locking coupling on the eccentric.

Durch das erfindungsgemäße Wirkprinzip des Greifers ist die Möglichkeit gegeben, die Greiforgane so zu gestalten, daß eine für die Handhabeobjekte oberflächenfreundliche Greifkrafteinleitung gewährleistet werden kann, z. B. durch Form-, Stoff- oder/und Oberflächenanpassu-ng.The inventive principle of action of the gripper, the possibility is given to make the gripping members so that a surface friendly for the handling objects gripping force can be ensured, for. B. by shape, mass and / or Oberflächenanpassu-ng.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Beispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to an example. In the accompanying drawings shows

Fig. 1: die Ansicht in den geöffneten Greiferantrieb Fig.2: die Seitenansicht (Schnitt B-B) Fig.3: die Draufsicht (Schnitt A-A)1: the view into the open gripper drive Fig.2: the side view (section B-B) Fig.3: the top view (section A-A)

In Fig. 1 ist das Antriebsgetriebe der vier Fingerwalzen 1, welche paarweise die Rotationszangen bilden, sowie das Antriebsgetriebe des Spreiznockens 2, welche beide als Kettengetriebe ausgebildet sind, dargestellt. Die Fingerwalzen 1 sind einzeln über die Fingerwalzenhalter 3 in den Schwenklagern 4 aufgehängt, deren Schwenkmittelpunkt genau mit der Linie des inneren Kettentrums der jeweils die obere und untere Fingerwalze 1 verbindenden Kette 8 fluchten muß. Bei Vorwärtslauf des Greiferantriebsmotors führen die Fingerwalzen 1 die dargestellten Drehrichtungen aus.In Fig. 1, the drive gear of the four finger rollers 1, which form the pair of rotary tongs, and the drive gear of the expansion cam 2, which are both formed as a chain transmission, shown. The finger rollers 1 are individually hung on the finger roller holder 3 in the pivot bearings 4, the pivot center must be exactly aligned with the line of the inner chain of each of the upper and lower finger roller 1 connecting chain 8. During forward movement of the gripper drive motor, the finger rollers 1 perform the illustrated directions of rotation.

Die dargestellte Nockenstellung spreizt über die Spreizbügei 5, welche in den Spreizhebeln 6 lagern, die Rotationszangen (Greifer ist geöffnet). Figur 1 zeigf noch die funktionell relevanten Baugruppen Werkstückzentriereinrichtung 7, Näherungsinitiatorsystem „Greifer geöffnet" und „Greifer geschlossen" 9 und 10 und Näherungsinitiatorsystem „Rolle den Greifer verlassen" 11 und 12.The illustrated cam position spreads over the Spreizbügei 5, which store in the Spreizhebeln 6, the rotary pliers (gripper is open). FIG. 1 also shows the functionally relevant assemblies workpiece centering device 7, proximity-initiator system "gripper open" and "gripper closed" 9 and 10 and proximity-initiator system "roller leaving the gripper" 11 and 12.

Figur 2 zeigt ergänzend die seitliche Schnittdarstellung des Kettenantriebsgetriebes für die Fingerwalzen 1 und das durch die Rollensperrkupplung 13 drehrichtungsabhängig davon getrennte Kettengetriebe für den Nocken 2.Figure 2 shows in addition the lateral sectional view of the chain drive gear for the finger rollers 1 and the direction of rotation separated by the roller lock clutch 13 chain drive for the cam second

Figur 3 stellt die untere Rotationszange des Greifers in den Stellungen „geöffnet", „Rolle ergriffen", „Rolle den Greifer verlassen" und die Werkstückzentriereinrichtung 7 in gleichen'Steliungen dar. Die mit der Stellschraube 14 einstellbare Druckfeder 15 erzeugt über die Fingerwalzenhalter 3 die auf die Rolle wirkende und sie fixierende Greifkraft. Der Greiferantrieb 16 ist ein rücklaufgebremster elektrischer Getriebemotor.FIG. 3 shows the lower rotary pliers of the gripper in the positions "open", "roller engaged", "roller leaving the gripper" and the workpiece centering device 7 in the same positions. The compression spring 15, which can be adjusted by means of the adjusting screw 14, generates via the finger roller holders 3 The gripper drive 16 is a back-geared electric geared motor.

In der in Figur 1 dargestellten geöffneten Ausgangsstellung wird der Rotationszangendoppelgreifer durch das Greiferführungsgetriebe (Industrieroboter) an die positionierte Rolle herangeführt. Nach der realisierten Greifposition wird der Greiferantrieb 16 auf Rückwärtslauf geschaltet, wobei sich der Nocken 2 um maximal 90° dreht und dabei über die Spreizbügel 5 und die Spreizhebel 6 die Rotationszangen soweit entsperrt werden, bis die Fingerwalzen 1 kraftschlüssig auf der gegriffenen Rolle aufliegen und sie fixieren. Der Nocken 2 wird solange weiterbewegt, bis das Näherungsinitiatorsystem 9 und 10 den Zustand „Greifer geschlossen" signalisiert und der Antrieb 16 gestoppt wird. Während der Nockenbewegung förderten die durch die Kraft der Druckfedern 15 auf die Rolle gepreßten Fingerwalzen 1 die Rolle noch wenige Zentimeter von ihrer Auflage bzw. von ihrem Anschlag.In the opened initial position shown in FIG. 1, the rotary forceps double gripper is guided by the gripper guide transmission (industrial robot) to the positioned roller. After the realized gripping position of the gripper drive 16 is switched to reverse, with the cam 2 rotates by a maximum of 90 °, while the spreader 5 and the spreader 6, the rotary pliers are unlocked until the finger rollers 1 frictionally rest on the gripped roll and they fix. The cam 2 continues to move until the proximity initiator system 9 and 10 signals the state "gripper closed" and stops the drive 16. During the cam movement, the finger rollers 1 pressed onto the roller by the force of the compression springs 15 conveyed the roller a few centimeters away their edition or of their attack.

Die rollengewichtsabhängige Greifkraft der Fingerwalzen 1 auf die Rolle erzeugen die Druckfedern 15 selbständig durch die miteinander korrespondierenden Funktionen der Druckfeder, mit größerem Federweg eine größere Kraft einzuleiten, und der Rolle, mit größerem Durchmesser ein größeres Gewicht zu besitzen. Der Greifer wird bei Anwendung eines geeigneten Druckfederntypes hinsichtlich Greifkraft in Abhängigkeit des zu greifenden aufgerollten Materials einmalig an der Stellschraube 14 eingestellt.The roller weight-dependent gripping force of the finger rollers 1 on the roller generate the compression springs 15 independently by the mutually corresponding functions of the compression spring to initiate a greater force with a larger spring travel, and the role of larger diameter to have a greater weight. When using a suitable compression spring type, the gripper is set once on the adjusting screw 14 with regard to gripping force as a function of the rolled-up material to be gripped.

Nach dem Rollengreifen führt das Greiferführungsgetriebe Greifer plus Rolle zur· Abstellposition, welche auch dadurch gekennzeichnet ist, daß sich das untere Fingerwalzenpaar 1 des Rotationszangendoppelgreifers wenige Zentimeter über bereits abgestellten Rollen befindet. Sobald diese Position erreicht ist, wird der Greiferantrieb 16 auf Vorwärtslauf geschaltet, wobei die gegriffene und zentrierte Rolle senkrecht nach unten in Richtung der Rollensymmetrieachse zwischen den rotierenden Fingerwalzen 1 der Rotationszangen gefördert und geführt wird. Dabei verhindert die Rollensperrkupplung 13 eine Drehung des Nockens 2. Bereits abgestellte Rollen bzw. bei leeren Transportbehältern deren Wände wirken dabei zusätzlich stabilisierend. Sobald die Rolle die untere Zange des Greifers verlassen hat, nimmt diese wie die obere bereits vorher ihre innerste Stellung ein, was durch das Näherungsinitatiatorsystem 11 und 12 erfaßt und dadurch der Antrieb 16 gestoppt wird. Nachdem das Greiferführungsgetriebe den Greifer aus dem Abstellpositionierbereich entfernt hat, wird der Greiferantrieb 16 erneut auf Rückwärtslauf geschaltet, wobei der Nocken 2 um weitere 90° gedreht und dabei über die Spreizbügel 5 und Spreizhebel 6 die Rotationszangen in die äußerste Stellung gespreizt werden. Diese äußerste Stellung erfaßt das Näherungsinitiatorsystem 9 und 10 am Nocken 2, wodurch der Antrieb 16 gestoppt wird.After the roller gripping, the gripper guide gear gripper plus roller leads to the parking position, which is also characterized in that the lower finger roller pair 1 of the rotary pliers double gripper is a few centimeters above already parked roles. Once this position is reached, the gripper drive 16 is switched to forward rotation, wherein the gripped and centered roller is conveyed and guided vertically downwards in the direction of the roller axis of symmetry between the rotating finger rollers 1 of the rotary tongs. In this case, the roller lock clutch 13 prevents rotation of the cam 2. Already parked roles or empty transport containers whose walls thereby additionally have a stabilizing effect. As soon as the roller has left the lower tongs of the gripper, it already assumes its innermost position, like the upper one, which is detected by the proximity indicator system 11 and 12 and thereby the drive 16 is stopped. After the gripper guide gear has removed the gripper from the Abstellpositionierbereich, the gripper drive 16 is again switched to reverse, wherein the cam 2 is rotated by a further 90 ° and spread over the Spreizbügel 5 and 6 spreading the rotary pliers in the outermost position. This outermost position detects the proximity initiator system 9 and 10 on the cam 2, whereby the drive 16 is stopped.

Claims

Invention claim:

Rotary forceps double gripper for external gripping of packaged and unwrapped rolls and similar cylindrical rotating bodies of incompressible material, e.g. B. foil, table covering, which are in the tightest packing, so-called. Packing ball in all-round closed transport container are staggering standing, characterized in that four finger rollers (1), respectively, the upper and the lower pair forming a rotary pliers, in the finger roller holders (3), horizontally pivotable with the pivot bearings (4), the pivot center point exactly with the line of the inner, driven by the drive (16), a Rücklaufgebremsten geared motor, and Rollengesperre (13) driven chain drive gear chain center of each one upper and lower finger roller (1) connecting endless chain (8) must be aligned, connected, flying, of which a finger roller holder (3) with a switching lug (12), corresponding to a fixed proximity detector (1 T), equipped and that on the opposite arms of the storage of the finger roller holder (3) the spreader levers (6), in which the spreader bar (5), confirmed by the ebenfal ls via the drive (16), Rollengesperre (13) and chain driven Spreiznocken (2), the drive sprocket wearing switching lugs (10) corresponding to the fixed proximity initiator (9) carries, engage, and the respective two finger roller holder (3) actuating adjusting screws (14), which correspond to the compression springs (15) in dependence on gripping force to roll weight, are arranged and in a housing, on the upper and lower end wall spring-actuated, self-acting Werkstückzentriereinrichtungen (7) are arranged at the end of a robot arm is mounted, housed.

For this 3 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to an industrial robot guided device for the external gripping of packaged and unpacked rolls and similar cylindrical bodies of revolution from incompressible material, for. B. foil, table top, which are in the tightest packing, so-called. Packing ball in round closed transport containers are stacked standing. The most important criterion of the roles is that their winding core or its winding sleeve does not allow internal gripping.

Characteristic of the known technical solutions

There are gripper systems for industrial robots for gripping rotationally symmetrical parts such as rollers, coils u.a. known, which work primarily as an external gripper and are driven and moved in various ways and kinematics. In this case, if necessary, pressure-sensitive controls of the gripper in hydraulic and pneumatic gripper drive systems via controllable pressure relief valves and electromotive drive systems over z. B. strain gauges realized. These pressure sensor systems are in different ways consuming and provide additional, separate demands on the already complicated associated IR control. The known outer gripper ensure roles in non-compressible, pressure-sensitive material, eg. As foil, table top u, Ä., Not the necessary gentle treatment and not the required closest juxtaposition of these roles in transport containers, since the space required for the gripper tongs and their motion play when opening between already parked and abzustellenden roles must be guaranteed.

Next internal gripping devices for roles and coils are known, but which require a innengreiffähige winding tube or inner winding opening.

Object of the invention

The aim of the invention is to develop a roller gripping device for substantially center-centric, but necessarily external gripper of rollers and similar rotationally symmetric bodies incompressible, pressure-sensitive material behavior that are not tangible inside, which led by a point-controlled industrial robot, a standing stacking ensures the roles in the tightest so-called spherical packing in round closed transport container, without jeopardizing or reverse even when positioning and parking the roles this role itself and when opening and leaving the parking position of the gripper already parked roles. The gripper kinematics and the internal gripping signal forming system are to be designed so that only one drive system is required in alternating operation and the gripper side, no special demands are placed on the IR control.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to provide an industrial robot guided external roller gripper, with which roles v.ä. made of material which can not be compressed and thus creates no space for the gripper tongs, from above into closed round transport container, z. B. Stützrahmen- or box pallets, standing stacked in the tightest packing are.