DD301180A7

DD301180A7 - CROSS TOOL

Info

Publication number: DD301180A7
Application number: DD34174390A
Authority: DD
Original assignee: Keulahuette Krauschwitz Abt Fo
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1992-10-22

Abstract

Die Erfindung ist vorzugsweise in der Gießereiindustrie anwendbar und betrifft ein Greifwerkzeug für beispielsweise einen Industrieroboter zur Handhabung von Gußteilen. Erfindungsgemäß sind die Schubelemente mit den Fingern mittels Bolzen und elastischer Buchse gelagert und am freien Ende der Finger sind ein oder mehrere, unterschiedlich gestaltete Kontaktflächen angeordnet, wodurch mehrere Greifvorgänge und Greifdurchmesser mit annähernd gleichen Greifkräften von den Fingern durchgeführt werden können. Vorteilhafterweise werden Gußteile unterschiedlicher Form und Größe mit einem geringeren Aufwand und einer hohen Sicherheit gegen Abrutschen gegriffen.The invention is preferably applicable in the foundry industry and relates to a gripping tool for, for example, an industrial robot for handling castings. According to the invention, the pushers are mounted with the fingers by means of bolts and elastic bushing and at the free end of the fingers are arranged one or more, differently shaped contact surfaces, whereby several gripping operations and gripping diameter can be performed with approximately the same gripping forces of the fingers. Advantageously, castings of different shape and size are used with less effort and a high security against slipping.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist vorzugsweise in der Gießindustrie anwendbar und betrifft ein Greifwerkzeug für beispielsweise einen Industrieroboter zur Handhabung von Gußteilen.The invention is preferably applicable in the casting industry and relates to a gripping tool for, for example, an industrial robot for handling castings.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bekannt ist es, daß Gußteiloberflächen stets Ungenauigkeiten, wie beispielsweise Unebenheiten oder Um undheitcn, aufweisen. Dadurch erhöhen sich die Anforderungen an ein Greifwerkzeug ^für einen Industrieroboter odor Manipulator zur Handhabung von Gußteilen, da immer annährend gleiche Greifkräfte an den Greifschleißpunkten erzeugt werden müssen. So ist beispielsweise in DD-PS 158626 ein mechanischer Zweifingergreifer für Handhabungsgeräte mit auswechselbaren Greiferbacken, die an den Greiferfingern angeordnet sind, dargestellt, der eine einstellbare Greifkraft hat und Teile verschiedener Form und Materials unter Berücksichtigung der Oberflächenbeschaffenheit zuverlässig greifen und halten kann. Hierzu sind Federn auf Federaufnahmen in Gelenken drehbar gelagert, und dia Greiferfinger, welche durch Anlenkpunkte mit den Backen verbunden, gekoppelt und durch Zugstangen verspannt sind, sind durch einen am Gostell angebrachten Anschlag begrenzend angeordnet.It is known that casting surfaces always have inaccuracies such as bumps or imperfections. This increases the requirements for a gripping tool ^for an industrial robot or manipulator for handling cast parts, since always approximately the same gripping forces must be generated at the gripping wear points. For example, in DD-PS 158626 a mechanical two-finger gripper for handling devices with interchangeable gripper jaws, which are arranged on the gripper fingers, shown, which has an adjustable gripping force and reliably grip and hold parts of different shape and material, taking into account the surface condition. For this purpose, springs are rotatably mounted on spring receptacles in joints, and dia gripper fingers which are connected by articulation points with the jaws, coupled and braced by tie rods are arranged delimiting by a stop attached to the Gostell.

Wenn ein Teil durch die Backen von außen gegriffen wird, bleiben die Finger stehen, und die von außen weiter eingeleitete Energie wird als Deformationsenergie in den gespannten Federn gespeichert.When a part is gripped by the jaws from the outside, the fingers stop, and the energy introduced from the outside is stored as deformation energy in the tensioned springs.

Hierbei wird über einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, welcher durch den Anschlag begrenzt ist, ein Koppelglied und eine Kurbel, solange keine Reaktionskraft-Greifkraft auftritt, bewegt. Die Greifkraft hat über den gesamten Greifbereich einen linearen Verlauf. Zur Ermittlung dieser Funktion ist aber die Kenntnis der geometrischen Abmessungen des Mechanismus und die Federzahl erforderlich. Auf diese Weise soll von vornherein jeder Greiferöffnung eine Greifkraft zugeordnet werden können, und aufgrund der Drehgelenke zwischen Finger und Banken und deren Geradführung sollen beim Einpendeln in die stabile Lage keine zusätzlichen Zwänge eintreten. Nachteilig ist, daß für jeden Greifdurchmesser die Federkraft neu bestimmt und durch eine Stellschraube eingestellt werden muß sowie die Teile nur von außen gegriffen werden können. Ein Greifen und Handhaben der Teile von innen und außen soll hingegen durch eine in FR-PS 2550723 dargestellte Roboterhand möglich sein. Diese hat eine von einem gelenkigen Parallelogramm getragene Hauptstütze, wobei am Parallelogramm Glieder mit universellen Gelenkfingern befestigt sind.In this case, a coupling member and a crank, as long as no reaction force gripping force occurs moves via a hydraulic or pneumatic drive, which is limited by the stop. The gripping force has a linear course over the entire gripping area. To determine this function but the knowledge of the geometric dimensions of the mechanism and the spring count is required. In this way, from the outset, each gripper opening a gripping force can be assigned, and due to the hinges between fingers and banks and their straight guide should occur when settling in the stable position no additional constraints. The disadvantage is that for each gripping diameter, the spring force must be redetermined and adjusted by an adjusting screw and the parts can only be gripped from the outside. A gripping and handling of the parts from the inside and outside, however, should be possible by a robot hand shown in FR-PS 2550723. This has a main column supported by an articulated parallelogram, with the parallelogram links are fastened with universal joint fingers.

Ein Greifen von Teilen unterschiedlicher Form und Größe soll von an Hebeln des Parallelogramms angeordneten Hydraulikzylindern möglich sein. Der Nachteil der Roboterhand besteht aber darin, daß in den Gelenkfingern beim Greifen von Teilen mit unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit, wie beispielsweise Gußteile, keine annährond gleichen Greifkräfte in den Greifschließpunktcn erreichbar sind und damit die Sicherheit des Handhabeprozesses nicht gegeben ist.A gripping of parts of different shape and size should be possible by arranged on levers of the parallelogram hydraulic cylinders. The disadvantage of the robot hand, however, is that in the joint fingers when gripping parts with different surface finish, such as castings, no annährond same gripping forces in the Greifschließpunktcn are reached and thus the safety of the handling process is not given.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand zum Handhaben von Gußteilen bei Gewährleistung der Sicherheit zu senken.The aim of the invention is to reduce the burden of handling castings while ensuring safety.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Greifwerkzeug für einen Industrieroboter oder Manipulator zur Handhabung von Gußteilen unterschiedlicher Form und Größe, deren Oberflächen Unebenheiten oder Unrundheiten aufweisen, zu entwickeln, das ohne vorherige Einstellungen beim Greifen der Gußteile in den Fingern annährend gleiche Greifkräfte in den Greifschließpunkten gewährleistet.The invention has for its object to develop a gripping tool for an industrial robot or manipulator for handling castings of different shape and size, the surfaces of which have unevenness or irregularities, which without previous settings when gripping the castings in the fingers approximately equal gripping forces in the Greifschließpunkten guaranteed.

Erfindungsgemäß sind die Schubelemente mit den Fingern mittels Bolzen und elastischer Buchse gelagert, und am freien Ende der Finger sind ein odor mehrere, unterschiedlich gestaltete Kontaktflächen angeordnet. Für den Innenabgriff, beispielsweise für das Greifen eines Gußhohlkörpers, sind die Kontaktflächen an der Außenseite der finger angeordnet.According to the invention, the pusher elements are mounted with the fingers by means of bolts and elastic bushings, and at the free end of the fingers are arranged a plurality of differently shaped contact surfaces. For the inner tap, for example, for gripping a Gußhohlkörpers, the contact surfaces on the outside of the fingers are arranged.

Lange Gußteile mit kleinerem Durchmesser, die aufgrund der ungünstigen Schwerpunktlage innen nicht gegriffen werden können, beispielsweise Schleudergußrohre, sind dagegen durch an der Innenseite der Finger um 45⁰C versetzt zur Bewegungsrichtung angeordnete Kontaktflächen (Außenabgriff) greifbar. Berührungen der Kontaktflächen der Finger mit dem zu greifenden Gußteil lassen in den Fingern Kräfte entstehen, die die elastischen Buchsen in den Fingern je nach UnrundheitodsrLong castings with a smaller diameter, which can not be gripped inside due to the unfavorable center of gravity, for example, centrifugally cast tubes, on the other hand tangible by arranged on the inside of the fingers to 45 ⁰ C to the direction of movement arranged contact surfaces (outer tap). Touching the contact surfaces of the fingers with the casting to be gripped let forces arise in the fingers, the elastic bushings in the fingers depending on the Unründerodsr

Unebenheit des Gußteiles unterschiedlich verformen. Somit werden vorteilhafterweise alle Finger des Greifwerkzeuges mitTo deform the unevenness of the casting differently. Thus, advantageously all fingers of the gripping tool with

annährend gleicher Kraft an die Gußteiloberfläche gedrückt. Mi₁ einer Änderung der Gußteilgröße verändert sich der Greifdurchmesser, der wiederum die Winkelstellung der Schubelemente und damit die Größe der Greifkräfte verändert. Große und schwere Teile werden mit großen Kräften, dagegen kleine Teile mit kleinen Kräften gegriffen, wodurch quasi im jeweiligen Kontaktflächenbereich eine stufenlose Anpassung der Greifkraft erreicht wird. * Ein Wechsel der Finger ist nicht erforderlich, da mit den an der Außenseite der Finger angeordneten Kontaktflächen unterschiedliche Greifdurchmesser realisierbar sind.pressed approximately equal force to the Gußteiloberfläche. Mi ₁ a change in the casting size changes the gripping diameter, which in turn changes the angular position of the pushers and thus the size of the gripping forces. Large and heavy parts are gripped with large forces, while small parts with small forces, which is achieved virtually in the respective contact surface area, a continuous adjustment of the gripping force. * A change of the fingers is not required, since with the arranged on the outside of the fingers contact surfaces different gripping diameters are feasible.

Die Vorteile des Greifwerkzeuges bestehen darin, daß Gußteile unterschiedlicher Form und Größe mit einem geringen Aufwand und einer hohen Sicherheit gegen Abrutschen gegriffen werden.The advantages of the gripping tool are that castings of different shape and size are used with little effort and high security against slipping.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an einem Beispiel näher erläutert werdenThe invention will be explained in more detail by way of example

Hierzu zeigen die zugehörigen Zeichnungen in The accompanying drawings in FIG

Fig. 1: die Teilansicht eines Greiferwerkzeuges mit vier Fingern und entsprechender Darstellung der elastischen Bolzenlagerung im TeilschnittFig. 1: the partial view of a gripper tool with four fingers and corresponding representation of the elastic pin bearing in partial section

Fig. 2: stirnseitige Ansicht des Greifwerkzeuges in geschlossener Stellung Fig. 3: aie Schnittdarstellung eines Greifwerkzeuges mit nur zwei in unterschiedlicher Position dargestellten Fingern.Fig. 2: front view of the gripping tool in the closed position Fig. 3: aie sectional view of a gripping tool with only two fingers shown in different positions.

Figur 1 und 2 zeigen, daß die Schubelemente 9 mit den Fingern 3 mittels Bolzen 5 und elastischer Buchse 4 gelagert sind und am freien Ende der Finger 3 die Kontaktflächen 6; 7; 8 angeordnet sind. Beim Greifen eines umbenon Teiles, beispielsweise eines Gußteiles, verformen sich die elastischen Buchsen 4 je nach > 'nebenheit des Gußteiles unterschiedlich.Figures 1 and 2 show that the thrust elements 9 are mounted with the fingers 3 by means of bolts 5 and elastic bush 4 and at the free end of the fingers 3, the contact surfaces 6; 7; 8 are arranged. When gripping a umbenon part, such as a casting, deform the elastic bushings 4 depending on the '' side of the casting differently.

Ohne daß dabei wesentliche Abweichungen von der Soll-Position entstehen, v/ird erreicht, daß die Kontaktflächen der einzelnen Finger 3 mit annährend gleicher Kraft angedrückt werden.Without causing significant deviations from the desired position, v / ird achieved that the contact surfaces of the individual fingers 3 are pressed with approximately the same force.

Die Kontaktflächen 6 dienen dem Außenabgriff, d.h., es ist je nach Form und Größe des ^pormstückes ein entsprechend der Schwerpunktlage variabler Abgriff möglich, da die Kontaktflächen 6 um 45 Grad versetzt zur Bewegungsrichtung der Finger 3 angeordnet sind. Kleine, kurze, flanschartige Teile werden so gegriffen, daß deren Achse mit der Greifwerkzeugachse in einer Richtung liegt. Lange und schlanke Teile "Tden rechtwinklig oder in einen» bestimmten Winkel zur Greifwerkzeugachse und um 45 Grad versetzt zur Bewegungsrichtu or Finger 3 gegriffen.The contact surfaces 6 serve the outer tap, that is, depending on the shape and size of the ^p ormstückes a corresponding to the center of gravity variable tap possible because the contact surfaces 6 offset by 45 degrees to the direction of movement of the fingers 3 are arranged. Small, short, flange-like parts are gripped so that their axis is in one direction with the gripping tool axis. Long and slender parts are gripped at right angles or at a certain angle to the gripper axis and are offset by 45 degrees relative to the direction of movement or fingers 3.

Die Kontaktflächen 7 und 8 dienen de/ inenabgriff. Mit der Kontaktfläche 8 sind gegenüber der Kontaktfläche 7 größere Greifdurchmesser zu realisieren. Alle Kontaktflächen bestehen aus scharfkantigen, vorzugsweise gehärteten, zahnartigen Elementen, die beim Greifen kleine örtliche Verformungen am Gußteil hervorrufen und damit eine Sicherheit gegen Abrutschen der Gußteile beim Handhaben darstellen.The contact surfaces 7 and 8 serve de / inenabgriff. With the contact surface 8 are compared to the contact surface 7 larger gripping diameter to realize. All contact surfaces consist of sharp-edged, preferably hardened, tooth-like elements that cause small local deformations on the casting when gripping and thus represent a security against slipping of the castings when handling.

In Figur 3 ist das Greiferwerkzeug mit unterschiedlicher Fingerposition unter Weglassen der weiteren zwei Finger aargestellt.In Figure 3, the gripper tool is shown with different finger position, omitting the other two fingers.

Das Gestell 1 wird mittels Flansch 10 an einem Roboter, Manipulator oder Gelenkmechanismus befestigt.The frame 1 is fastened by means of flange 10 to a robot, manipulator or hinge mechanism.

Am Gestell sind der Arbeits-/linder 1 starr und die Finger 3 mit einem Freiheitsgrad befestigt. Durch die Betätigung des Arbeitszylinders 1 werden der Federspeicher 2 und die daran angeordneten Schubelemente 9 bewegt und verursachen ein Ausschwenken der Finger 3.On the frame of the work / Linder 1 are fixed rigidly and the fingers 3 with one degree of freedom. By actuating the working cylinder 1, the spring accumulator 2 and the pushers 9 arranged thereon are moved and cause the fingers 3 to pivot outward.

Je nach Bewegungsrichtung des Arbeitszylinders 1 und des doppeltwirkenden Federspeichers 2 erfolgt ein Öffnen (Innenabgriff) oder Schließen (Außenabgiff) der Finger 3 des Greifwerkzeuges. Aus der Stellung der Schubelemente 9 ist ersichtlich, daß bei größer werdendem Greiferdurchmesser, identisch mit Vergrößerung der Handhabemasse, im jeweiligen Kontaktflächenbereich die Greifkraft stufenlos erhöht wird.Depending on the direction of movement of the working cylinder 1 and the double-acting spring accumulator 2 is an opening (inner tap) or closing (Außenabgiff) of the fingers 3 of the gripping tool. From the position of the pushers 9 it can be seen that with increasing gripper diameter, identical to increase the handling mass, the gripping force is increased continuously in the respective contact surface area.

Claims

Geifwerkzeug for example, an industrial robot for handling castings, consisting of four gripper fingers, which are mounted on one side rotatably mounted on the frame and connected via thrust elements and double-acting spring accumulator with the working cylinder applied to the frame, characterized in that the thrust elements (9) with the fingers (3) by means of bolts (5) and elastic bush (4) are mounted and at the free end of the fingers (3) one or more differently shaped contact surfaces (7,8) outboard and internally offset by 45 ⁰ C to the direction of movement of the fingers (3 ) extending contact surfaces (6) are arranged.

For this

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