DD290382A5

DD290382A5 - UNIVERSAL, WEARABLE PARALLEL GRIPPERS

Info

Publication number: DD290382A5
Application number: DD33588289A
Authority: DD
Inventors: Matthias Roth; Udo Henkel
Original assignee: Veb Relaistechnik,De
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1991-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen universellen, verschleiszarmen Parallelgreifer, vorzugsweise zum Handhaben von Kleinteilen, dadurch gekennzeichnet, dasz fuer die Greiferfingerbewegung eine Parallelfederfuehrung verwendet wird und ein schnelles Umruesten vom Greifen mit konstanter Federkraft auf das Greifen mit direkter Kraftwirkung des Antriebes moeglich ist.{Zweibackengreifer; Parallelfederfuehrung; Zuverlaessigkeit; Umruestbarkeit}The invention relates to a universal, low-wear parallel gripper, preferably for handling small parts, characterized in that a parallel spring guide is used for the gripper finger movement and a quick conversion from gripping with constant spring force to the gripping with direct power of the drive is possible. Parallelfederfuehrung; Reliability; convertibility}

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Zwei-Finger-Greiferlösung, die vorrangig zum automatischen Handhaben von Kleinteilen geeignet ist.The invention relates to a two-finger gripper solution, which is primarily suitable for the automatic handling of small parts.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zwei-Finger-üreifer für Handhabegeräte sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt (vgl. OE-OS 3322142, DE 3640689, EP 0036912, SU 952581, SU 1 255428, DD 237424).Two-finger grippers for handling devices are known in a wide variety of designs (compare OE-OS 3322142, DE 3640689, EP 0036912, SU 952581, SU 1 255428, DD 237424).

Es wird im wesentlichen zwischen zwei Hauptgruppen, den Zangengreifern und Parallelgreifern unterschieden. Da beim Greifen unterschiedlicher Objekte nach dem Zangenprinzip Kraftkomponenten senkrecht zur gewünschten Greifkraft auftreten können und das Eingreifen prismatischer Objekte problematisch sein kann, sind Parallelgreifer, abgesehen vom größeren Herstellungsaufwand, vorteilhaft. In der Art der Greifkrafterzeugung unterscheidet man die Variante der konstanten Greifkraft über Federwirkung (z.B. DE-OS 3322142, DD 249668) bzw. dem direkten Einwirken eines Antriebes (z.B. DD 237424). Das Greifen durch Federeinwirkung hat den Vorteil, daß das jeweilige Objekt stets mit kontrollierter, konstanter Kraft gehalten wird und ein Fallenlassen durch evtl. Spannungsausfall ausgeschlossen ist. Als Nachteile sind eine unsichere Mittelpunktlage und bei dynamischer Belastung stark von der Greiferbeschleunigung abhängige Greifkräfte und ochwingungsneigung zu nennen.It is essentially distinguished between two main groups, the forceps grippers and parallel grippers. Since the gripping of different objects according to the forceps principle force components can occur perpendicular to the desired gripping force and the intervention of prismatic objects can be problematic, parallel gripper, apart from the larger production costs, are advantageous. The type of gripping force generation distinguishes the variant of the constant gripping force via spring action (for example DE-OS 3322142, DD 249668) or the direct action of a drive (for example DD 237424). The gripping by spring action has the advantage that the respective object is always held with controlled, constant force and dropping is excluded by any power failure. Disadvantages are an insecure midpoint and strong dynamic loading of the gripper acceleration dependent gripping forces and oscillation tendency to call.

Bei Greifern, die z. B. über pneumatische oder hydraulische Antriebe die Greifkraft direkt erzeugen, können bei kleinen Kräften Probleme bezüglich der Reproduzierbarkeit auftreten. Vorteilhaft erweist sich dieses Prinzip bei hohen dynamischen Belastungen durch den steiferen Aufbau.For grippers, the z. B. generate the gripping force directly via pneumatic or hydraulic drives, problems can occur with small forces in terms of reproducibility. This principle proves advantageous for high dynamic loads due to the stiffer structure.

Greifer, die wahlweise beide Arten der Kraftaufbringung ermöglichen, sind nicht bekannt.Grippers which optionally enable both types of force application are not known.

Die Führung der Greiferfinger bzw. -backen erfolgt vorrangig in Flach- bzw. Säulen'ührungen (DD 237424, DD 249668, DE 3322142). Um Verschleiß in Führungsbahnen und damit verbundene Positionierungenauigkeiten zu umgehen, wurden in DE-OS 3011837, SU 1 255428 und SU 952 581 Blattfedern als Greiferfinger eingesetzt.The guidance of the gripper fingers or jaws takes place primarily in flat or Säulen'ührungen (DD 237424, DD 249668, DE 3322142). In order to avoid wear in guideways and associated positioning inaccuracies, leaf springs were used as gripper fingers in DE-OS 3011837, SU 1 255428 and SU 952 581.

Nach unterschiedlichen Wirkprinzipen werden die Federn elastisch verformt und somit das Objekt nach dem Zangengreiferprinzip gegriffen. Bei diesen Lösungen ist der Verschleiß der Führungselemente erheblich reduziert, jedoch nicht vollständig vermieden, da an mindestens einem Auflagepunkt Reibung auftritt. Weiterhin gelten die für Zangengreifer bereits erwähnten Nachteile.After different principles of action, the springs are elastically deformed and thus the object gripped by the forceps gripper principle. In these solutions, the wear of the guide elements is significantly reduced, but not completely avoided, since friction occurs at least one support point. Furthermore, the disadvantages already mentioned for forceps grippers apply.

Eine andere Form der Verwendung von Blattfedern an Robotergreifern wird in EP 0 036912 vorgestellt. Hier dienen Blattfederpaare der nachgiebigen Aufhängung des gesamten Greifkopfes. Diese Lösung ist völlig reibungsfrei, bezieht sich jedoch nicht auf die Führung der Greiferfinger oder -backen.Another form of use of leaf springs on robotic grippers is presented in EP 0 036 912. Here leaf spring pairs serve the resilient suspension of the entire gripping head. This solution is completely frictionless, but does not refer to the guidance of the gripper fingers or jaws.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, einen kompakten Parallelgreifer hohl., "_.. _u> Bissigkeit, Eignung für hohe dynamische Belastungen und schnelle Umrüstbarkeit entsprechend der Teilegröße sowie dor erforderlichen Art der Greifkraftaufbringung zu entwickeln.The aim of the invention is to provide a compact parallel gripper hollow. "_ .. _{u develop>} acrimony, suitability for high dynamic loads and quick set due to part size and dor required type of gripping force application.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verschleißarme bzw. -freie Führungen für eine lineare Greiferbackenbewegung einzusetzen und ein Umstellen vom Greifen mit konstanter Federkraft auf ein Greifen mit direkter Einwirkung des Antriebes und starren Kraftübertragungselementen zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für jede Greiferbacke jeweils eine Parällelfederführung gewählt wird und die Greifkraft wahlweise durch die vorgespannten Parallelfedern oder nach einem Umrüstvorgang direkt vom Betätigungselement durch steife Übertragungsglieder auf das Objekt aufgebracht wird.The invention has for its object to use low-wear or -frey guides for a linear gripper jaw movement and to enable a switch from gripping with constant spring force to a gripping with direct action of the drive and rigid power transmission elements. According to the invention the object is achieved in that for each gripper jaw each a Parallelfederführung is selected and the gripping force is selectively applied by the prestressed parallel springs or after a conversion operation directly from the actuator by rigid transmission elements on the object.

AusfOhrungsbeispielAusfOhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show

Fig. 1: eine Schnittdarstellung des Greifers, Fig. 2: eine Seitenansicht des Greifers,1: a sectional view of the gripper, Fig. 2: a side view of the gripper,

Fig.3: einen Schnitt in Figur 1, wobei die Umlenkrollen durch die Stößelbewegung nach unten die Backen schließen und Fig.4: einen Schnitt in Figur 1, wobei nach Umstecken der Rollenzapfen die Umlenkrollen bei Stößelbewegung nach unten die Backen öffnen.3 shows a section in Figure 1, wherein the pulleys close by the plunger movement down the jaws and Figure 4: a section in Figure 1, wherein after moving the roller pin, the pulleys open the jaws at plunger movement down.

Der erfindungsgemäße Greifer besteht, wie in Figur 1 dargestellt, aus dem Grundkörper 1, an dem die Greiferbackenträger 2 über Parallelfederführungen 3 aufgehangen sind. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Antrieb ein pneumatischer Balg 4 verwendet, der bei Zufuhr von Druckluft elastisch verformt wird und den Stößel 5 gegen die Rückholefeder 6 bewegt. Der Stößel 5 dringt mit seiner Kegelspitze 7 in den Zwischenraum der Umlenkrollen 8 ein und verschiebt diese mit den Greiferbackenträgern 2 in radialer Richtung. Jeder Greiferbackenträger 2 wird durch ein paralleles Blattfederpaar 3 verschleißfrei geführt. Der dabei auftretende Höhenversatz der Greiferbacken 9 ist vernachlässigbar gering.As shown in FIG. 1, the gripper according to the invention consists of the main body 1, on which the gripper jaw carriers 2 are suspended via parallel spring guides 3. In this embodiment, a pneumatic bellows 4 is used as the drive, which is elastically deformed upon supply of compressed air and moves the plunger 5 against the return spring 6. The plunger 5 penetrates with its apex 7 in the space between the guide rollers 8 and shifts them with the gripper jaw carriers 2 in the radial direction. Each gripper jaw carrier 2 is guided wear-free by a parallel pair of leaf springs 3. The occurring height offset of the gripper jaws 9 is negligible.

Die entsprechend der Objektgröße 10 verstellbaren Greiferbacken 9 sind an den Greifbackenträgern 2 in Gewindebohrungen 11 derart befestigt, daß der Kraftfluß vom Stößel 5 über die Umlenkrollen 8 auf die Greifer 9 in einer Linie erfolgt, wodurch Torsionsmomente auf die Parallelfederführungen vermieden werden.The according to the object size 10 adjustable gripper jaws 9 are fixed to the gripper jaws 2 in threaded holes 11 such that the power flow from the plunger 5 via the guide rollers 8 on the gripper 9 in a line, whereby torsional moments are avoided on the parallel spring guides.

Ein Umrüsten vom Greifen mit konstanter Federkraft auf ein Greifen mit direkter Kraftwirkung des Antriebes kann durch Umstecken der Rollenbolzen 12 von Bohrung 13 in Bohrung 14 des anderen Greiferbackenträgers 2 erfolgen.A conversion from gripping with constant spring force on a gripping with direct force of the drive can be done by repositioning the roller pin 12 of hole 13 in hole 14 of the other gripper jaw carrier 2.

In Figur 3 ist die Rollenbolzenbestückung so gewählt, daß durch Bewegung des Stößels nach unten die Greiferbacken geschlossen werden und somit der Kraftfluß vom Membranantiieb 4 bis zur Greifkraft am Objekt 10 durch steife Übertragungselemente erfolgt.In Figure 3, the roller bolt assembly is selected so that the gripper jaws are closed by movement of the plunger down and thus the power flow from the Membranantiieb 4 takes place to the gripping force on the object 10 by rigid transmission elements.

In Figur 4 dagegen sind die Rollenbolzen 12 umgesteckt, so daß durch Bewegung des Stößels nach unten die Greiferbacken geöffnet weiden. Das Greifen des Objektes 10 erfolgt, indem die Drucklufteinwirkung auf die Membran 4 unterbrochen wird. Die Rückholefeder 6 bewegt folglich den Stößel 5 nach oben und die Greifbacken werden durch die Spannung der Parallelfederführung geschlossen.In contrast, in Figure 4, the roller pin 12 are reversed, so that the gripper jaws are opened by moving the plunger down. The gripping of the object 10 takes place by interrupting the action of compressed air on the membrane 4. The return spring 6 thus moves the plunger 5 upwards and the gripping jaws are closed by the tension of the parallel spring guide.

Dieses Prinzip, dargestellt in Figur 1 bis 4 am Beispiel des Außenkonturgreifens, gilt mit anderen Greiferbacken und der umgekehrten Rollenbolzenbestückung analog für das Greifen von Innenkonturen (nicht dargestellt).This principle, illustrated in FIGS. 1 to 4 using the example of the outer contour grip, applies analogously to other gripper jaws and the reverse rolling pin placement for gripping inner contours (not shown).

Um verschiedene Greiferbackenstellungen erkennen zu können, ist im Greifer eine Lichtschranke 15 eingebaut. Die zugehörige Auswerteelektronik 16 ist ebenfalls im Greifer integriert. Dadurch wird die Anzahl der elektrischen Leitungen 17 gering gehalten, die Notwendigkeit der relativ starren Kabelabschirmung vermieden und somit die Zuverlässigkeit des Greifers als Ganzheit von Mechanik, Sensor und Auswerteelektronik erhöht.In order to be able to recognize different gripper jaw positions, a light barrier 15 is installed in the gripper. The associated transmitter 16 is also integrated in the gripper. As a result, the number of electrical lines 17 is kept low, the need for relatively rigid cable shielding avoided and thus increases the reliability of the gripper as a whole of the mechanics, sensor and transmitter.

Ein weiterer Vorteil der vorgestellten Lösung besteht in der kompakten Bauform mit geringem Volumen und Gewicht.Another advantage of the proposed solution is the compact design with low volume and weight.

Claims

1. Universal, low-wear parallel gripper, preferably .Turn handling of small parts, characterized in that for the fimiferfingerbe ^ tion is used a parallel spring guide and unilaterally acting actuator a quick change from gripping with constant spring force on the gripping with direct power of the drive and stiff Transmission elements is possible.

2. Universal, low-wear parallel gripper according to claim 1, characterized in that the gripper jaws can be attached to the parallel spring guide with variable distance in order to expand the size range of the handling objects.

3. Universal, low-wear Parallel gripper according to claim 1, characterized in that are used for coupling the Betätigungselementec to the gripper jaw guide rollers or wear-resistant sliding blocks.

4. Universal, low-wear parallel gripper according to claim 1, characterized in that for the evaluation of the gripper conditions, a light barrier with associated electronic board is integrated in the gripper.