DE10138684C2

DE10138684C2 - Gripping or tensioning device

Info

Publication number: DE10138684C2
Application number: DE2001138684
Authority: DE
Inventors: Bruno Fellhauer; Andreas Hoch
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: DE10138684A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Greif- oder Spannvorrichtung für manuell zu bedienende oder automatische Handhabungsgeräte, mit einem Greifergehäuse, mit wenigstens einer in dem Gehäuse verschieblich oder verschwenkbar gelagerten Grundbacke, mit an der Grundbacke angeordneten Greifmitteln zum Greifen oder Spannen von Werkstücken, und mit einem Antrieb zum Bewegen der wenigstens einen Grundbacke in Greifrichtung.The invention relates to a gripping or tensioning device for manually operated or automatic handling devices, with a gripper housing, with at least one in the housing displaceable or pivotable base jaw, with on the base jaw arranged gripping means for gripping or Clamping of workpieces, and with a drive for moving the at least one base jaw in the gripping direction.

Derartige Greifvorrichtungen sind in vielfältiger Art und Weise bekannt. Um mit einem Handhabungsgerät oder einem Roboterarm Werkstücke einfach und dennoch präzise greifen zu können, werden in der Regel Parallelgreifer eingesetzt, die pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt werden. Die Greifmittel bekannter Greifvorrichtungen werden in der Regel von Greiffingern gebildet.Such gripping devices are of various types and Way known. To with a handling device or a Robot arm workpieces can be gripped easily and precisely parallel grippers are usually used, which can be operated pneumatically, hydraulically or electrically. The Gripping means of known gripping devices are generally used formed by gripper fingers.

Bei dem Antrieb handelt es sich vorzugsweise um einen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb. Dabei wird vorzugsweise ein Druckraum mit einem Kolben beaufschlagt, der einen im Greifergehäuse eingearbeiteten Zylinder verschieblich lagert. Durch Verschiebung des Kolbens wird ein Getriebe so betätigt, dass die Grundbacken gegenüber dem Greifergehäuse bewegt, entweder aus dem Greifergehäuse ausgeschoben bzw. ausgeschwenkt oder in das Greifergehäuse eingezogen bzw. eingeschwenkt werden. Die Grundbacken können dabei einen T-förmigen Querschnitt aufweisen und in entsprechenden Führungen gelagert sein.The drive is preferably a pneumatic, hydraulic or electric drive. there a pressure chamber is preferably acted upon by a piston, the one cylinder incorporated in the gripper housing slidably mounted. Moving the piston turns one Gear operated so that the base jaws compared to the The gripper housing moves, either out of the gripper housing pushed out or swung out or into the gripper housing be pulled in or swung in. The base jaws can have a T-shaped cross section and in corresponding guides must be stored.

Die Greifkraft derartiger Greifvorrichtungen hängt im Wesentlichen von der Kolbenfläche, dem Druck, der Übersetzung des Greifgetriebes und von den Reibungsverlusten ab. Für das Greifen von kleinen oder empfindlichen Werkstücken kann erforderlich sein, die Greifkraft zu reduzieren bzw. mit einer genau definierten Greifkraft zu greifen.The gripping force of such gripping devices depends on Essentially on the piston area, the pressure, the translation of the gripping gear and from the friction losses. For the Can grip small or delicate workpieces be necessary to reduce the gripping force or with a grip precisely defined gripping force.

Dabei wird bei pneumatischen oder hydraulischen Greifern eine Reduktion der Greifkraft vorzugsweise über die Änderung des Druckes erreicht. Bei elektrischen Antrieben erfolgt eine Kraftsteuerung regelmäßig über die Steuerung des Stromes des Antriebes. Durch Stick-Slip-Effekte der Dichtungen und sich über die Lebensdauer verändernden Reibungsverhältnissen ist die eingestellte Greifkraft erheblichen Schwankungen unterworfen.A pneumatic or hydraulic gripper is used Reduction of the gripping force preferably by changing the Pressure reached. With electric drives there is a Force control regularly through the control of the current of the Drive. Through stick-slip effects of the seals and themselves friction conditions that change over the service life the set gripping force fluctuates considerably subjected.

Aus der EP 0 147 082 A1 ist eine Greifvorrichtung bekannt geworden, die einen festen, nicht elastischen Greiffinger und einen in Greifrichtung elastisch nachgiebigen Greiffinger aufweist. Eine derartige Greifvorrichtung ist sehr unflexibel in der Verwendung und Handhabung. Insbesondere können zu greifende Bauteile nicht positionsgenau angefahren und gegriffen werden. Außerdem sieht die bekannte Greifvorrichtung einen zusätzlichen Antrieb zum Verformen des elastischen Greiffingers vor.A gripping device is known from EP 0 147 082 A1 become a firm, non-elastic gripping finger and a gripper finger that is elastically flexible in the gripping direction having. Such a gripping device is very inflexible in use and handling. In particular, you can too gripping components not approached exactly and be gripped. In addition, the known gripping device sees an additional drive to deform the elastic Gripping fingers.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Greif- oder Spannvorrichtung vorzuschlagen, mit welcher Werkstücke mit einer definierten Greifkraft positionsgenau gegriffen bzw. gespannt werden können.The present invention is therefore based on the object propose a gripping or tensioning device with which Workpieces with a defined gripping force precisely in position can be gripped or tensioned.

Diese Aufgabe wird mit einer Greif- oder Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is done with a gripping or tensioning device solved the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass aufgrund der bekannten Federkennliniencharakteristik und der gemessenen Verformung des Auslenkabschnitts auf die auf das Werkstück wirkende Greifkraft rückgeschlossen werden kann. Es ist also möglich, in jedem Zeitpunkt des Greifvorganges die momentan auf das Werkstück wirkende Greifkraft zu bestimmen. Außerdem können selbst kleine und filigrane Gegenstände positionsgenau und sicher gegriffen werden. The device according to the invention has the advantage that due to the known spring characteristic and measured deformation of the deflection section to that on the Workpiece acting gripping force can be inferred. It is therefore possible at any time during the gripping process to determine the gripping force currently acting on the workpiece. In addition, even small and delicate items can be gripped precisely and securely.

Zur Vereinfachung der Bestimmung der Greifkraft kann vorgesehen sein, dass die Messeinheit mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden ist, die die von der Messeinheit erfassten Daten auswertet und beispielsweise einer zugehörige Greifkraft zuordnet.To simplify the determination of the gripping force can be provided that the measuring unit with a control and / or control unit which is connected to that of the Measuring unit evaluates data and, for example, one associated gripping force.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Greifmittel einen an der Grundbacke anordenbaren Auslenkabschnitt und einen Greifabschnitt zum Greifen des Werkstücks umfassen, wobei der Auslenkabschnitt und der Greifabschnitt als einzelne Bauteile miteinander montierbar und/oder voneinander lösbar ausgebildet sind. Der Auslenkabschnitt bildet in diesem Falle eine Art Zwischenmodul zwischen der Grundbacke und dem von der jeweiligen Greifaufgabe abhängigen Greifabschnitt. Der Greifabschnitt kann als Greiffinger ausgebildet sein. Das Zwischenmodul weist also einerseits Mittel zum Anbinden an die entsprechende Grundbacke und andererseits Mittel zum Anbinden an den separaten Greifabschnitt auf. Bei Wechsel der Greifaufgabe kann der Greifabschnitt ohne Weiteres ausgetauscht werden, ohne dass das Zwischenmodul zu ersetzen ist. Die geometrische Form der Schnittstellen des Zwischenmoduls zu der Grundbacke und zu dem Greifabschnitt erlaubt vorteilhafterweise ein schnelles und positionsgenaues Auswechseln von Auslenk- und Greifabschnitt an der Grundbacke. Die Schnittstellen können zusätzliche Ausbildungen oder Bauteile, wie beispielsweise Passfedern oder Passstifte umfassen. According to the invention it can be provided that the gripping means a deflectable section which can be arranged on the base jaw and comprise a gripping section for gripping the workpiece, the deflection section and the gripping section as individual Components can be assembled and / or detached from one another are trained. The deflection section forms in this case a kind of intermediate module between the base jaw and that of the respective gripping task dependent gripping section. The Gripping section can be designed as a gripping finger. The The intermediate module therefore has means for connecting to the one hand corresponding base jaw and on the other hand means for binding to the separate gripping section. When changing the The gripping section can easily perform the gripping task can be replaced without having to replace the intermediate module is. The geometric shape of the interfaces of the Intermediate module to the base jaw and to the gripping section advantageously allows a quick and precise position Exchange of the deflection and gripping section on the base jaw. The interfaces can be additional training or Components such as keys or dowel pins include.

Vorteilhafterweise ist der Verlauf der Federkennlinie des Auslenkabschnitts und/oder der Greifmittel geradlinig oder weitgehend geradlinig. Hierdurch wird eine lineare Abhängigkeit zwischen der Verformung des Auslenkabschnitts und der auf das Werkstück wirkenden Greifkraft erreicht.The course of the spring characteristic of the Deflection section and / or the gripping means straight or largely straightforward. This will make a linear Dependence between the deformation of the deflection section and of the gripping force acting on the workpiece.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dann, wenn der Auslenkabschnitt als senkrecht zur Greifrichtung verlaufender Biegebalkenabschnitt ausgebildet ist. Derartige Biegebalkenabschnitte können auf einfache Art und Weise so ausgebildet werden, dass sie eine geradlinige Federkennlinie aufweisen.A particularly advantageous embodiment of the invention results then when the deflection section is perpendicular to Bending beam section extending gripping direction is. Such bending beam sections can be easily and fashioned to be a straight line Have spring characteristics.

Ferner ist erfindungsgemäß denkbar, den Auslenkabschnitt als Doppelbiegebalkenabschnitt auszubilden, der zwei parallel, senkrecht zur Greifrichtung verlaufende Balkenabschnitte, aufweist. Zur Kompensation und Beseitigung von Fremdeinflüssen ist eine Messung in Form einer Vollbrücke vorteilhaft.It is also conceivable according to the invention to use the deflection section as To form a double beam section, the two parallel, bar sections running perpendicular to the gripping direction, having. For compensation and elimination of external influences a measurement in the form of a full bridge is advantageous.

Um ein genaues Verformen der Auslenkabschnitte zu erfassen und daraus eine genaue Greifkraft bestimmen zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass an dem Auslenkabschnitt bzw. an jedem Balkenabschnitt wenigstens eine, und vorzugsweise zwei, Messeinheiten angeordnet ist bzw. sind. Zur Bestimmung der Verformung kann dann beispielsweise eine Mittlung der von den einzelnen Messeinheiten erfassten Verformungen vorgenommen werden. To detect an accurate deformation of the deflection sections and to be able to determine an exact gripping force therefrom be provided according to the invention that on the deflection section or at least one on each bar section, and preferably two measuring units are arranged. to The deformation can then be determined, for example Averaging of the individual measuring units Deformations are made.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels einer mit der Messeinheit kommunizierenden Steuer- und/oder Regeleinheit aufgrund von Änderungen der erfassten Verformung des Auslenkabschnitts die auf das Werkstück wirkende Greifkraft bestimmt wird. Damit wird eine automatische, prozessüberwachende Ermittlung der Greifkraft während des Greifvorganges auf einfache Art und Weise möglich.In a further, particularly preferred embodiment of the The invention provides that by means of a Measuring unit communicating control and / or regulating unit due to changes in the detected deformation of the Deflection section the gripping force acting on the workpiece is determined. This will automatically process-monitoring determination of the gripping force during the Gripping process possible in a simple manner.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit den Antrieb in Abhängigkeit von Änderungen der erfassten Verformung und/oder von der ermittelten Greifkraft steuert und/oder regelt. Damit wird eine Kraftregelung der Greif- oder Spannvorrichtung realisiert. Über eine derartige Kraftregelung kann beispielsweise unterbunden werden, dass ein Werkstück mit einer zu hohen Greifkraft beaufschlagt wird. Beispielsweise kann ein Schwellenwert vorgegeben werden, bei dessen Überschreiten der Antrieb gestoppt wird.Furthermore, it can be provided according to the invention that the Control and / or regulating unit depending on the drive Changes in the detected deformation and / or the determined gripping force controls and / or regulates. So that will force control of the gripping or tensioning device realized. Such a force control can can be prevented, for example, that a workpiece with excessive gripping force is applied. For example a threshold value can be specified at which If the drive is stopped.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit aufgrund von Änderungen der erfassten Verformung bestimmt, ob ein Werkstück gegriffen ist oder nicht. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung auch zur Prozessüberwachung eingesetzt werden kann. Another embodiment of the invention provides that the Control and / or regulating unit due to changes in Detected deformation determines whether a workpiece is gripped or not. This has the advantage that the device too can be used for process monitoring.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung erfasst die Steuer- und/oder Regeleinheit mittels Wegmessmittel, insbesondere Wegmesssensoren, die Verlagerung der Grundbacke, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit Änderungen der erfassten Verformung des Auslenkabschnitts oder die erfasste Greifkraft in Abhängigkeit von der Verlagerung der Grundbacke ermittelt, woraus im Vergleich mit Referenzdaten eine Maßabweichung des gegriffenen Werkstücks bestimmt wird. Damit können Werkstücke, die nicht im Rahmen der vorgegebenen Toleranzen liegen, ermittelt und ausgesondert werden. Eine realisierbare Auflösung kann im Mikrometer-Bereich liegen. Als Wegmessmittel kommen auch mechanische Anschlagmittel, auch in Form von Lehren, in Frage. Beim Anschlag der Grundbacke gegen die Lehre wird beispielsweise ein Werkstück aufgrund der Verformung des Verformungsabschnitts mit einer definierten Kraft gegriffen. Weicht die Verformung von einer für diesen Typ Werkstück vorgegebenen Verformung ab, so kann aus der Abweichung die Maßabweichung des Werkstücks bestimmt werden.In a further development of the invention, the control and / or control unit by means of position measuring means, in particular Displacement sensors, the displacement of the base jaw, the Control and / or regulating unit changes the recorded Deformation of the deflection section or the gripping force detected determined depending on the displacement of the base jaw, from which a dimensional deviation of the gripped workpiece is determined. Workpieces, that are not within the specified tolerances, determined and discarded. A realizable Resolution can be in the micrometer range. As a measuring device mechanical slings also come in the form of Teaching in question. When the base jaw stops against the gauge For example, a workpiece due to the deformation of the Deformation section gripped with a defined force. The deformation differs from that for this type of workpiece predetermined deformation, so the deviation from the Dimensional deviation of the workpiece can be determined.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner vorsehen, dass sie zwei entlang einer Linie oder mehrere, insbesondere gleichmäßig über einen Kreisumfang verteilt angeordnete Grundbacken aufweist, wobei wenigstens eine Grundbacke Greifmittel aufweist, die den elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt umfassen. Denkbar ist auch, dass sämtliche, an den Grundbacken vorgesehenen Greifmittel, jeweils einen elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt aufweisen. A device according to the invention can further provide that they two along a line or more, in particular evenly distributed over a circumference Has base jaws, at least one base jaw Has gripping means that the resilient Include deflection section. It is also conceivable that all gripping means provided on the base jaws, one each have elastically flexible deflection section.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem auch durch ein bereits angesprochenes Zwischenmodul zur Anordnung zwischen einerseits einer Grundbacke einer Greif- oder Spannvorrichtung nach insbesondere einem der vorhergehenden Ansprüche und andererseits einem Greifabschnitt zum Greifen eines Werkstücks gelöst, wobei das Zwischenmodul wenigstens einen entgegen der Greifrichtung elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt mit einer bekannten Federkennliniencharakteristik sowie eine die Verformung des Auslenkabschnitts erfassende Messeinheit, insbesondere einen Dehnmessstreifen, umfasst. Das Zwischenmodul kann vorteilhafterweise als Standardbauteil ausgeführt werden. Der an das Zwischenmodul anzuordnende Greifabschnitt kann vorteilhafterweise an die jeweilige Greifaufgabe angepasst werden. Die geometrische Form an der Schnittstelle Zwischenmodul und Grundbacke als auch Zwischenmodul Greifabschnitt - wobei der Greifabschnitt den eigentlichen Greiffinger umfasst - erlaubt vorteilhafterweise ein positionsgenaues Austauschen.The task mentioned above is also a already mentioned intermediate module for the arrangement between on the one hand a base jaw of a gripping or clamping device according to in particular one of the preceding claims and on the other hand, a gripping section for gripping a workpiece solved, the intermediate module at least one against the Gripping direction with elastically flexible deflection section a known spring characteristic and a Deformation of the measuring unit detecting the deflection section, in particular a strain gauge. The Intermediate module can advantageously as a standard component be carried out. The one to be placed on the intermediate module Gripping section can advantageously to the respective Gripping task can be adjusted. The geometric shape on the Interface intermediate module and base jaw as well Intermediate module gripping section - the gripping section actual gripping finger includes - advantageously allows a precise exchange.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.Further advantageous refinements and details of Invention can be found in the following description in which the invention with reference to that shown in the drawing Embodiment is described and explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung in perspektivischer Ansicht; und . Figure 1 shows a gripping device according to the invention in perspective view; and

Fig. 2 ein Zwischenmodul der Greifvorrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 2, an intermediate module of the gripping apparatus of FIG. 1.

Die in der Fig. 1 dargestellte Greifvorrichtung 10 in Form eines Zwei-Backen-Parallelgreifers umfasst ein Greifergehäuse 12 und zwei entlang einer Linie in dem Gehäuse 12 verschieblich gelagerte Grundbacken 14 und 16. An den Grundbacken 14 und 16 sind jeweils Greifmittel 18, 19 angeordnet. Über einen in dem Gehäuse 12 befindlichen Antrieb können die beiden Grundbacken 14 und 16 aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden. Über den Antrieb werden außerdem die Greifmittel 18, 19 mit einer in Richtung X wirkenden Greifkraft, die parallel zu der Bewegungsrichtung der Grundbacken 14 und 16 verläuft, beaufschlagt.The gripping device 10 shown in FIG. 1 in the form of a two-jaw parallel gripper comprises a gripper housing 12 and two base jaws 14 and 16 which are displaceably mounted along a line in the housing 12 . Gripping means 18 , 19 are respectively arranged on the base jaws 14 and 16 . The two base jaws 14 and 16 can be moved towards or away from one another via a drive located in the housing 12 . The gripping means 18 , 19 are also acted upon by the drive with a gripping force acting in the direction X, which runs parallel to the direction of movement of the base jaws 14 and 16 .

Die Greifmittel 18, 19 umfassen jeweils einen Auslenkabschnitt 20 und einen Greifabschnitt 22. Der Auslenkabschnitt 20 ist derart ausgebildet, dass er aufgrund der auf den Greifabschnitt 22 wirkenden Greifkraft elastisch verformbar ist und eine bekannte Federkennlinie umfasst. Zur elastischen Verformbarkeit weist der Greifabschnitt 22 zwei parallel zueinander verlaufende Biegebalkenabschnitte 24 auf; der Auslenkabschnitt 20 ist damit als Doppelbiegebalkenabschnitt ausgebildet. Die Biegebalkenabschnitte 24 verlaufen senkrecht Biegebalkenabschnitte 24 verlaufen senkrecht zur Greifrichtung X bzw. senkrecht zur Bewegungsrichtung der beiden Grundbacken 14 und 16.The gripping means 18 , 19 each comprise a deflection section 20 and a gripping section 22 . The deflection section 20 is designed such that it is elastically deformable due to the gripping force acting on the gripping section 22 and comprises a known spring characteristic. For elastic deformability, the gripping section 22 has two bending beam sections 24 running parallel to one another; the deflection section 20 is thus designed as a double bending beam section. The bending beam sections 24 run perpendicularly. The bending beam sections 24 run perpendicular to the gripping direction X or perpendicular to the direction of movement of the two base jaws 14 and 16 .

Die Federkennlinien der Auslenkabschnitte 20 sind vorteilhafterweise geradlinig.The spring characteristics of the deflection sections 20 are advantageously straight.

Wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, die einen Auslenkabschnitt 20 in Form eines Zwischenmoduls gemäß Fig. 1 als Einzelteil darstellt, weist das quaderförmig ausgebildete Zwischenmodul 20 im mittleren Bereich einen Durchbruch 26 mit einem rechteckigen Querschnitt auf. Es ist folglich parallelogrammartig ausgebildet, wobei die senkrecht verlaufenden, relativ schmal ausgebildeten Biegebalkenabschnitte 24 Seitenwände des Parallelogramms bilden.As is also apparent from Fig. 2, a deflection 20 in the form of an intermediate module according to FIG. 1 illustrates as an individual part, the block-shaped intermediate module 20 in the central region of a cut-out 26 having a rectangular cross-section. It is consequently designed in the form of a parallelogram, the perpendicular, relatively narrow bending beam sections 24 forming side walls of the parallelogram.

Auf der der Grundbacke 14, 16 zugewandten Seite weist das Zwischenmodul 20 zwei Aufnahmenuten 28 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 30 auf, mit denen es an der jeweiligen Grundbacke 14, 16 lösbar befestigbar ist.On the side facing the base jaw 14 , 16 , the intermediate module 20 has two receiving grooves 28 for receiving fastening screws 30 , with which it can be detachably fastened to the respective base jaw 14 , 16 .

Auf der dem Greifabschnitt 22 zugewandten Seite weist das Zwischenmodul 20 zwei Bohrungen 32 auf, über die der Greifabschnitt 22 mittels Befestigungsschrauben 34 an dem Zwischenmodul 20 lösbar befestigbar ist. On the side facing the gripping section 22 , the intermediate module 20 has two bores 32 , via which the gripping section 22 can be detachably fastened to the intermediate module 20 by means of fastening screws 34 .

An den Biegebalkenabschnitten 24 sind jeweils zwei eine Verformung aufgrund einer auf den Greifabschnitt 22 bzw. auf den Auslenkabschnitt 20 wirkenden Greifkraft erfassende Messeinheiten in Form von Dehnmessstreifen 36 angeordnet. Jeder Biegebalkenabschnitt 24 weist also an seinen gegenüberliegenden Seiten einen senkrecht zur Greifrichtung X angeordneten Dehnmessstreifen 36 auf. An jedem Zwischenmodul 20 sind demnach vier Dehnmessstreifen 36 angeordnet. Über die relativ hohe Anzahl von Dehnmessstreifen 36 kann die Verformung des Auslenkabschnitts 20 mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Die Dehnmessstreifen 36 kommunizieren dazu mit einer nicht dargestellten Steuer- und/oder Regeleinheit. Die Biegebalkenabschnitte 24 eines jeden Zwischenmoduls 20 enden jeweils in einem gemeinsamen Oberteil 38 und einem parallel dazu verlaufenden Unterteil 40.Arranged in each case on the bending beam sections 24 are two measuring units in the form of strain gauges 36 that detect deformation due to a gripping force acting on the gripping section 22 or on the deflection section 20 . Each bending beam section 24 therefore has on its opposite sides a strain gauge 36 arranged perpendicular to the gripping direction X. Accordingly, four strain gauges 36 are arranged on each intermediate module 20 . The deformation of the deflection section 20 can be determined with high accuracy via the relatively high number of strain gauges 36 . The strain gauges 36 communicate with a control and / or regulating unit, not shown. The bending beam sections 24 of each intermediate module 20 each end in a common upper part 38 and a lower part 40 running parallel thereto.

Wird ein nicht dargestelltes Werkstück von den Greifabschnitten 22 gegriffen, so wird aufgrund der auf die Greifabschnitte 22 und die Auslenkabschnitte 20 wirkenden Greifkraft eine Verformung der Auslenkabschnitte 20 im Bereich der Biegebalkenabschnitte 24 bewirkt. Die Auslenkabschnitte 20 verformen sich nachgiebig in der der Greifkraft X entgegengesetzten Richtung. In Abhängigkeit von der Greifkraft erfolgt bei einer vorzugsweise geradlinigen Biegekennlinie der Auslenkabschnitte 20 eine lineare Zu- bzw. Abnahme der von den Dehnmessstreifen 36 erfassten Verformung. Mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit kann demnach aufgrund der gemessenen Verformung auf die auf das Werkstück wirkende Greifkraft rückgeschlossen werden.If a workpiece, not shown, is gripped by the gripping sections 22 , then due to the gripping force acting on the gripping sections 22 and the deflection sections 20, the deflection sections 20 are deformed in the region of the bending beam sections 24 . The deflecting sections 20 resiliently deform in the direction opposite to the gripping force X. Depending on the gripping force, with a preferably straight-line bending characteristic of the deflection sections 20, there is a linear increase or decrease in the deformation detected by the strain gauges 36 . By means of the control and / or regulating unit, the gripping force acting on the workpiece can therefore be inferred on the basis of the measured deformation.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Antrieb, der vorzugsweise ein elektrischer Antrieb in Form eines Servo- oder Stellmotors ist, von der nicht dargestellten Steuer- und/oder Regeleinheit in Abhängigkeit von der ermittelten Greifkraft gesteuert und/oder geregelt wird.According to the invention it can be provided that the drive, the preferably an electric drive in the form of a servo or servomotor, by the control, not shown and / or control unit depending on the determined Gripping force is controlled and / or regulated.

Vorteilhafterweise kann die auf ein Werkstück wirkende Greifkraft sehr genau dosiert werden. Dies hat den Vorteil, dass auch Werkstücke, die nur mit einer relativ geringen Greifkrafttoleranz gegriffen werden dürfen, sicher gegriffen bzw. gespannt werden können.Advantageously, the one acting on a workpiece Gripping force can be dosed very precisely. This has the advantage that even workpieces that are only relatively small Gripping force tolerance may be gripped safely or can be excited.

Die beschriebene Vorrichtung 10 eignet sich außerdem dazu, festzustellen, ob überhaupt ein Werkstück gegriffen ist oder nicht, da beim Greifen eines Werkstückes Verformungen am Auslenkabschnitt 20 auftreten. Die Greifvorrichtung 10 eignet sich demnach auch zur Prozessüberwachung.The device 10 described is also suitable for determining whether or not a workpiece is gripped at all, since deformations occur on the deflection section 20 when a workpiece is gripped. The gripping device 10 is therefore also suitable for process monitoring.

Die Greifvorrichtung 10 kann derart weitergebildet werden, dass die Hubbewegung der Grundbacken 14 mittels Wegmessmittel bestimmt oder begrenzt werden kann. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Wegmessmittel in Form einer Lehre 42 vorhanden, die für jede Grundbacke 14, 16 bzw. für die Module 20 in Greifrichtung x jeweils einen Anschlag bildet. In der in der Fig. 1 dargestellten Anschlagstellung weisen die Greifabschnitte 22 einen Abstand a zueinander auf. Wird ein Referenzteil von den Greifabschnitten gegriffen, welches größer als a ist, so kann für dieses Referenzstück die Spannkraft ermittelt werden, und zwar in dem Moment, in dem die Module gegen die Lehre 42 schlagen. Mit der Lehre 42 kann also eine Kalibrierung der Vorrichtung 10 vorgenommen werden. Die Daten des Referenzwerkstücks werden abgelegt. Im Vergleich mit den abgelegten Daten, und insbesondere mit den von den Dehnmessstreifen erfassten Werten eines zu einem späteren Zeitpunkt gegriffenen Serienwerkstücks kann ermittelt werden, ob bzw. wie hoch eine Maßabweichung des Serienwerkstücks zu dem Referenzwerkstück vorliegt bzw. ist.The gripping device 10 can be developed in such a way that the lifting movement of the base jaws 14 can be determined or limited by means of displacement measuring means. In the embodiment shown in FIG. 1, there is a displacement measuring means in the form of a gauge 42 , which forms a stop for each base jaw 14 , 16 or for the modules 20 in the gripping direction x. In the stop position shown in FIG. 1, the gripping sections 22 are at a distance a from one another. If a reference part is gripped by the gripping sections, which is greater than a, the clamping force can be determined for this reference piece, specifically at the moment when the modules strike against the gauge 42 . The device 42 can therefore be used to calibrate the device 10 . The data of the reference workpiece are stored. In comparison with the stored data, and in particular with the values of a series workpiece gripped at a later point in time, it can be determined whether or how large a dimensional deviation of the series workpiece from the reference workpiece is or is.

Anstelle der Verwendung einer Lehre 42 können Wegmessmittel in Form von Wegmesssensoren Verwendung finden. Mit ihnen kann bestimmt werden, in welcher Position der Grundbacken eine Verformung des Auslenkabschnitts 20 bzw. eine Beaufschlagung des Werkstückes mit einer Greifkraft erfolgt.Instead of using a gauge 42 , displacement measuring means in the form of displacement measuring sensors can be used. They can be used to determine the position of the base jaws in which the deflection section 20 is deformed or the workpiece is subjected to a gripping force.

Die Greifvorrichtung 10 hat insbesondere den Vorteil, dass der als Zwischenmodul ausgebildete Auslenkabschnitt 20 zum einen an verschiedenartige und insbesondere verschieden große Grundbacken angeordnet werden kann. Zum anderen können an das Zwischenmodul 20 verschiedenartig, je nach zu bewältigender Greifaufgabe, ausgebildete Greifabschnitte 22 angeordnet werden. Das Zwischenmodul 20 ist folglich universell für verschiedene Greifaufgaben einsetzbar. Eine Standardisierung des Zwischenmoduls 20 ist denkbar.The gripping device 10 has the particular advantage that the deflection section 20 , which is designed as an intermediate module, can be arranged on the one hand on different and in particular differently sized base jaws. On the other hand, differently designed gripping sections 22 can be arranged on the intermediate module 20 , depending on the gripping task to be accomplished. The intermediate module 20 can consequently be used universally for various gripping tasks. Standardization of the intermediate module 20 is conceivable.

Die Greifvorrichtung 10 bzw. das Zwischenmodul 20 kann auch derart ausgebildet sein, dass sie bzw. es keine geradlinige Federkennlinie aufweist. Beispielsweise kann das Zwischenmodul einmalig derart geeicht werden, dass die Greifkraft zwischen den Greifabschnitten mittels einer Kraftmesseinheit bestimmt wird und in Relation mit den auftretenden Verformungen der Biegebalkenabschnitte 24 gesetzt wird und die entsprechenden Daten abgelegt werden. Um allerdings eine gleichmäßige und prozesssichere Kraftsteuerung der Greifvorrichtung 10 zu gewährleisten empfiehlt es sich, die Zwischenmodule 20 so auszulegen, dass sie eine weitgehend geradlinige Federkennlinie aufweisen.The gripping device 10 or the intermediate module 20 can also be designed in such a way that it does not have a straight spring characteristic. For example, the intermediate module can be calibrated once in such a way that the gripping force between the gripping sections is determined by means of a force measuring unit and is set in relation to the deformations of the bending beam sections 24 that occur and the corresponding data are stored. However, in order to ensure uniform and process-reliable force control of the gripping device 10 , it is advisable to design the intermediate modules 20 so that they have a largely rectilinear spring characteristic.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass der Greifabschnitt 22 und der Auslenkabschnitt 20 einstückig ausgebildet sind. Ferner ist denkbar, die Grundbacke 14, den Auslenkabschnitt 20 und auch den Greifabschnitt 22 einstückig als ein Bauteil auszubilden.According to the invention, it can also be provided that the gripping section 22 and the deflection section 20 are formed in one piece. It is also conceivable to form the base jaw 14 , the deflection section 20 and also the gripping section 22 in one piece as one component.

Claims

1. Gripping or clamping device ( 10 ) for manually operated or automatic handling devices, with a gripper housing ( 12 ), with at least two base jaws ( 14 , 16 ) slidably or pivotably mounted in the housing ( 12 ), with on the base jaws ( 14 , 16 ) arranged gripping means ( 18 , 19 ) for gripping or clamping workpieces and with a drive for moving the base jaws ( 14 , 16 ) in the gripping direction (X), all the gripping means ( 18 , 19 ) being elastically flexible against the gripping direction, by the gripping force deformable deflection section ( 20 ) with a known spring characteristic, at least one measuring unit ( 36 ) detecting the deformation of this deflection section ( 20 ), in particular at least one strain gauge, is provided on at least one deflection section ( 20 ), and the spring characteristics of all of them Deflection sections ( 20 ) are identical.

2. Device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the gripping means ( 18 , 19 ) comprise a deflecting section ( 20 ) which can be arranged on the base jaw ( 14 , 16 ) and a gripping section ( 22 ) for gripping the workpiece, the deflecting section ( 20 ) and the gripping section ( 22 ) can be assembled as individual components and / or can be detached from one another.

3. Device ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the course of the spring characteristic of the deflection section ( 20 ) and / or the gripping means ( 18 , 19 ) is rectilinear or largely rectilinear.

4. Device ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deflection section ( 20 ) is designed as a bending beam section ( 24 ) extending perpendicular to the gripping direction.

5. Device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection section ( 20 ) is designed as a double bending beam section, which has two parallel, perpendicular to the gripping direction bar sections ( 24 ).

6. The device ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one measuring unit ( 36 ) is arranged on the deflection section ( 20 ) or preferably two opposing measuring units ( 36 ) are arranged.

7. The device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a gripping force acting on the workpiece is determined by means of a control and / or regulating unit communicating with the measuring unit ( 36 ) on the basis of changes in the detected deformation of the deflection section ( 20 ).

8. The device ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the control and / or regulating unit controls and / or regulates the drive as a function of changes in the detected deformation and / or the determined gripping force.

9. The device ( 10 ) according to claim 7 or 8, characterized in that the control and / or regulating unit determines on the basis of changes in the detected deformation whether a workpiece is gripped or not.

10. The device ( 10 ) according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the control and / or regulating unit detects or limits the displacement of the base jaw ( 14 , 16 ) by means of displacement measuring means, the control and / or regulating unit changing the detected deformation of the deflection section ( 20 ) or the gripping force determined depending on the displacement of the base jaw ( 14 , 16 ), from which a dimensional deviation of the gripped workpiece is determined in comparison with reference data.

11. The device ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that it has a plurality of base jaws ( 14 , 16 ), in particular arranged uniformly distributed over a circular circumference, with gripping means ( 22 ) which comprise the elastically flexible deflection section ( 20 ).

12. intermediate module ( 20 ) for use in a gripping or clamping device ( 10 ) according to one of the preceding claims, for arrangement between a base jaw ( 14 , 16 ) on the one hand and a gripping section ( 22 ) on the other hand for gripping a workpiece, the intermediate module ( 20 ) comprises at least one deflection section which is elastically flexible against the gripping movement and has a known spring characteristic, and a measuring unit ( 36 ) which detects the deformation of the deflection section, in particular a strain gauge, the intermediate module ( 20 ) on the one hand having means ( 28 ) for connecting to the corresponding one Base jaw ( 14 , 16 ) and on the other hand means ( 32 ) for connecting to the separate gripping section ( 22 ).