DE10119812A1

DE10119812A1 - Modular gripper system in modular building block form is for realization of different gripper types from same basic elements from which individual or combined gripper variants can be created

Info

Publication number: DE10119812A1
Application number: DE2001119812
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Massmann
Original assignee: Fibro Automation & Roboti GmbH
Current assignee: Fibro Automation & Roboti GmbH
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-11-07

Abstract

The modular gripper system in modular building block form is for the realization of different gripper types, especially parallel grippers with link operation, motorized spindle grippers, and long-stroke piston grippers, from the same basic elements such as housings (1), jaws (3) and guide rails (2) from which individual or combined and slightly altered different gripper variants can be created.

Description

Die Erfindung betrifft ein Greifersystem, das aus unterschiedlichen Grei ferarten besteht, für die im Regelfall wiederum verschiedene Größen vor gesehen sind.The invention relates to a gripper system that consists of different gri ferarten exists, for which usually different sizes are available are seen.

In der Praxis werden Greifer unterschiedlicher Art benötigt, um den je weils bestehenden Forderungen hinsichtlich Backenhub, Greifkraft, Ar beitsgeschwindigkeit u. dgl. Rechnung tragen zu können. Aufgrund der unterschiedlichen Forderungen, die an die Greifer gestellt werden, ist es üblich, die jeweiligen Greifer individuell zu konstruieren und aus spezifi schen Teilen herzustellen, so daß eine Vielzahl von Spezialkonstruktioner für jede Greiferart auf dem Markt ist.In practice, different types of grippers are required to meet the needs of each because of existing demands regarding jaw stroke, gripping force, Ar beits speed u. To be able to take into account. Due to the different demands made on the grippers, it is customary to construct the respective gripper individually and from specific manufacture parts, so that a variety of special design for every type of gripper on the market.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Greifersystem zu schaffen, das die Realisierung verschiedener Greiftypen auf besonders wirtschaftli che Weise ermöglicht und es gleichzeitig zuläßt, die technischen Grund werte für z. B. Greifhub, Greifkraft und/oder Greifkraftsicherung zu ver bessern.The object of the invention is to create a modular gripper system, that the realization of different gripping types in a particularly economical way che way allows and at the same time allows the technical reason values for z. B. gripping stroke, gripping force and / or gripping force assurance to ver improve.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen modularen Greiferbaukasten, des sen Grundelemente, wie Führungsgehäuse, Backenführung, Führungslei sten und/oder Kolbenführung für die verschiedenen Greiferarten verwend- und kombinierbar sind. Außerdem ermöglichen es geringfügige nachträg liche Veränderungen, wie z. B. das Anbringen einer Nut oder von Gewinde bohrungen oder einer axialen Durchgangsbohrung, die Einsatzmöglichkeiten der Grundelemente je nach Greiferart und Baugröße zusätzlich zu erweitern.This task is solved by a modular gripper kit, the basic elements such as guide housing, jaw guide, management guide and / or piston guide for the different gripper types and can be combined. In addition, it allows minor additions Liche changes such. B. making a groove or thread holes or an axial through hole, the possible uses of the basic elements depending on the gripper type and size in addition expand.

Alle Greifer sind mit einer Greifkraftsicherung ausgestattet, wobei diese gesteuert oder zwangsläufig bei Druckabfall unter Wirkung der Spann kraft erfolgen kann, und zwar gleichermaßen für die Innen- oder Außen spannung ohne jegliche Veränderung der jeweiligen Anordnung. Insbe sondere für sogenannte Langhub-Kolbengreifer wird die Greifkraftsiche rung bevorzugt durch Backenklemmung in einer Keilnut mit kleinen, im Millimeterbereich gelegenen Schaltwegen über Reibschluß erzielt.All grippers are equipped with a gripping force safety device controlled or inevitable in the event of a pressure drop under the action of the instep force can take place, equally for the inside or outside tension without any change in the arrangement. in particular The gripping force is especially for so-called long-stroke piston grippers tion preferred by jaw clamping in a keyway with small, in Switching distances in the millimeter range are achieved via frictional engagement.

Die Erfindung wird nachfolgend in bezug auf erfindungsgemäße Ausfüh rungsformen erläutert, wobei der Zeichnungsoffenbarung besondere Be deutung zukommt, da sie die wesentlichen Aspekte der vorliegenden Er findung besonders deutlich macht. In der Zeichnung zeigt:The invention is described below in relation to the embodiment according to the invention tion forms explained, with the disclosure of the drawing special Be interpretation because it covers the essential aspects of the present Er makes particularly clear. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Zusammenstellung der Grundelemente des modularen Baukastens nach der Erfindung, Fig. 1 is a schematic combination of the basic elements of the modular system according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Zusammenstellung wichtiger Ergänzungs komponenten, Fig. 2 shows a schematic compilation of important supplementary components,

Fig. 3 teilweise geschnittene Darstellungen eines mit Kulissen ar beitenden Parallelgreifers nach der Erfindung, Fig. 3 partially sectioned illustrations of a ar beitenden with scenes Parallel gripper according to the invention,

Fig. 4 teilweise geschnittene Darstellungen eines motorischen Spin delgreifers nach der Erfindung, Fig. 4 partially sectioned illustrations of a motor spinning delgreifers according to the invention,

Fig. 5 Schnittdarstellungen eines Langhub-Kolbengreifers nach der Erfindung, Fig. 5 are sectional views of a long-stroke piston gripper according to the invention,

Fig. 6 bis 8 Schnittdarstellungen eines Kulissen-Parallelgreifers, eines motorischen Spindelgreifers oder eines Langhub- Kolbengreifers mit einer im Vergleich zu den Fig. 3 bis 5 grö ßeren Größe, Fig. 6 to 8 sectional views of a parallel gripper scenes, a motor spindle gripper or a long-stroke piston with a gripper in comparison to FIGS. 3 to 5 RESIZE ßeren size,

Fig. 9 eine schematische Schaltungsdarstellung für eine pneumati sche Greifkraftsicherung für Langhub-Kolbengreifer, und Fig. 9 is a schematic circuit diagram for a pneumatic gripping force safety device for long-stroke piston grippers, and

Fig. 10 eine Variante einer derartigen Schaltung zur Greifkraftsiche rung. Fig. 10 shows a variant of such a circuit for gripping force protection.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Grundelemente des modularen Greifersy stems nach der Erfindung zusammengestellt. Sie umfassen ein speziell gestaltetes Greifergehäuse 1, Führungsleisten 2 sowie Greiferbacken 3. Durch diese spezielle Gestaltung der Grundelemente wird ein Baukasten aus einzelnen Elementen erhalten, aus denen einzeln oder kombiniert bzw. geringfügig verändert eine Mehrzahl unterschiedlicher Greifer her stellbar ist.In Fig. 1, the essential basic elements of the modular Greifersy stems are compiled according to the invention. They include a specially designed gripper housing 1 , guide strips 2 and gripper jaws 3 . This special design of the basic elements results in a modular system consisting of individual elements, from which individually or combined or slightly changed, a plurality of different grippers can be produced.

Von Bedeutung ist dabei die Gestaltung des Greifergehäuses 1 als etwa tunnelförmiges Gehäuse mit Aufnahmen für Führungsleisten und vor al lem mit Befestigungs- und Kupplungsmöglichkeiten an den Stirnseiten sowie an den Gehäuseschenkeln. In der Zeichnung sind dazu entspre chende Bohrungen gezeigt. Im Zusammenhang mit den Greiferbacken 3 sind ebenfalls die in der Zeichnung zu sehenden Anschluß- und Befesti gungsbohrungen für die Kombinationsmöglichkeiten von Bedeutung, so daß ihre Anordnung und Positionierung gemäß Darstellung in der Zeich nung erfindungswesentlich ist.Of importance is the design of the gripper housing 1 as an approximately tunnel-shaped housing with receptacles for guide rails and above all with mounting and coupling options on the end faces and on the housing legs. Corresponding holes are shown in the drawing. In connection with the gripper jaws 3 , the connection and fastening holes to be seen in the drawing are also important for the possible combinations, so that their arrangement and positioning as shown in the drawing is essential to the invention.

Die praktische Verwendung eines derartigen Baukastensystems wirkt sich unter wirtschaftlichen, betriebsorganisatorischen sowie verkaufstechni schen Aspekten besonders vorteilhaft aus.The practical use of such a modular system has an effect under economic, organizational and sales technology aspects particularly advantageous.

In Fig. 2 sind für bestimmte Greiferarten benötigte Ergänzungselemente schematisch dargestellt, nämlich eine Gewindespindel 4 erster Art und eine Gewindespindel 5 zweiter Art sowie zugehörige Gewindemuttern 6.In Fig. 2 required supplementary elements are shown schematically for certain gripper types, namely a threaded spindle 4 of the first type and a threaded spindle 5 of the second type, and associated threaded nuts 6.

Fig. 3 zeigt - wie auch die übrigen Ansichten in jeweils zwei zueinander senkrechten Schnittansichten - einen Kulissen-Parallelgreifer mit durch Feder abgesicherter Greifkraft. Die Funktionseinheit umfaßt dabei ein Greifergehäuse 1, ein Paar von Führungsleisten 2 sowie ein Greiferbac kenpaar 2, wobei die Greiferbacken 3 von einer auf das Gehäuse aufge setzten Antriebseinheit über Kulissen parallel zueinander verschiebbar sind. Bei solchen Parallelgreifern wird vorzugsweise die Greifkraft, der Greifhub sowie die Greifkraftsicherung über den Kulissenwinkel modifi ziert. Dazu sind spezielle Kulissenwinkelbauteile vorgesehen. Fig. 3 shows - like the other views in two mutually perpendicular sectional views - a parallel gripper with spring-loaded gripping force. The functional unit includes a gripper housing 1 , a pair of guide rails 2 and a pair of Greiferbac kenpaar 2 , wherein the gripper jaws 3 are displaceable parallel to each other by a drive unit placed on the housing via scenes. In such parallel grippers, the gripping force, the gripping stroke and the gripping force safety device are preferably modified over the link angle. For this purpose, special link bracket components are provided.

Fig. 4 zeigt einen motorisch angetriebenen Spindelgreifer, der alternativ auch servoelektrisch, pneumatisch oder hydraulisch antreibbar ist. Die Greifkraftsicherung erfolgt dabei in diesem Falle durch Spindel selbsthemmung. Das Gesamtgehäuse dieses Spindelgreifers besteht aus zwei Grundelement-Greifergehäusen 1, die stabil miteinander verschraubt sind. An den Stirnseiten dieses so geschaffenen Doppelgehäuses ist einer seits eine Lagereinheit und andererseits eine Antriebseinheit angebracht. Die Muttern 6 befinden sich dabei in den Backen 3. Dieses Realisierungs beispiel macht die vorteilhafte Nutzbarkeit der Anschlußmöglichkeiten und Verbindungsmöglichkeiten bezüglich des Grundgehäuses 1 deutlich. Fig. 4 shows a motor-driven spindle gripper, which can alternatively be driven servo-electrically, pneumatically or hydraulically. In this case, the gripping force is secured by a self-locking spindle. The entire housing of this spindle gripper consists of two basic element gripper housings 1 , which are screwed together in a stable manner. On the end faces of this double housing, a bearing unit is attached on the one hand and a drive unit on the other. The nuts 6 are in the jaws 3 . This realization example makes the advantageous usability of the connection options and connection options with respect to the basic housing 1 clear.

Fig. 5 zeigt einen Langhub-Kolbengreifer, der ebenfalls aus Grundele menten des erfindungsgemäßen Baukastens, nämlich aus zwei Greiferge häusen 1 sowie zwei Führungsgehäusen 2 und entsprechenden Greifer backen 3 besteht. Der Antrieb erfolgt über einen Doppelkolben spindel synchronisiert. Die Greifkraftsicherung wird durch eine federbetätigte Backenklemmung sichergestellt. Fig. 5 shows a long-stroke piston gripper, also from Grundele elements of the kit according to the invention, namely from two Greiferge housing 1 and two guide housing 2 and corresponding gripper bake 3 . The drive is synchronized via a double piston spindle. The gripping force is ensured by a spring-operated jaw clamping.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen wiederum die zwei bereits kurz erläuterten Greifer arten, jedoch in Form größerer Baugrößen. Erkennbar ist dabei, daß die mechanische Verbindung oder Kupplung der beiden Greifergehäuse je nach Gegebenheit optimiert werden kann. Bei allen Ausführungsvarianten ist jedoch auch wesentlich, daß das Grundgehäuse so gestaltet ist, daß seine stirnseitig gelegenen Flächen als Anschlußflächen für weitere Ein heiten oder Verbindungsflächen genutzt werden können. FIGS. 6 to 8 again show the types of two grippers already briefly discussed, however, in the form of larger sizes. It can be seen that the mechanical connection or coupling of the two gripper housings can be optimized depending on the circumstances. In all variants, however, it is also essential that the basic housing is designed so that its front surfaces can be used as connecting surfaces for further units or connecting surfaces.

Die Fig. 7 zeigt eine mögliche Schaltung für eine pneumatische Greif kraftsicherung bei Langhub-Kolbengreifern. Diese Schaltung ist derart ausgeführt, daß zwangsläufig bei Druckabfall eine mechanische Klem mung hoher Wirksamkeit und damit eine entsprechende Greifkraftsiche rung erhalten wird. Fig. 7 shows a possible circuit for a pneumatic gripping force assurance in long-stroke piston grippers. This circuit is designed such that a mechanical Klem tion of high effectiveness and thus a corresponding Greifkraftsiche tion is inevitably obtained at pressure drop.

Die in Fig. 10 gezeigte Variante ermöglicht eine gesteuerte Klemmung, d. h. auch eine gesteuerte Greifkraftsicherung.The variant shown in FIG. 10 enables controlled clamping, ie also controlled gripping force protection.

Claims

Modular gripper system in modular form for realization ver Different types of grippers, especially parallel grippers with links control, motorized spindle gripper and long stroke piston gripper, from the same basic elements, from which individually or combined and possibly slightly different gripper variants are realizable.