DE10138685C1

DE10138685C1 - Greif- oder Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE10138685C1
Application number: DE2001138685
Authority: DE
Inventors: 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: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-08-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greif- oder Spannvorrichtung für manuell zu bediende 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 Grundbacke in Greifrichtung. DOLLAR A Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die Greifmittel wenigstens einen entgegen der Greifrichtuing elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt mit einer bekannten Federkennlinie umfassen, und dass Begrenzungsmittel zur Begrenzung der Bewegung der Grundbacke in Greifrichtung vorgesehen sind.

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.

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.

Bei dem Antrieb handelt es sich vorzugsweise um einen pneumatischen oder hydraulischen 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 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.

Dabei wird bei pneumatischen oder hydraulischen Greifern eine Reduktion der Greifkraft vorzugsweise über die Änderung des Druckes erreicht. Durch Stick-Slip-Effekte der Dichtungen und sich über die Lebensdauer verändernden Reibungsverhältnissen ist die über eine Druckänderung eingestellte Greifkraft erheblichen Schwankungen unterworfen.

Aus der DE 19 46 855 U1 ist eine Greifzange für einen Manipulator bekannt geworden, die Backen mit federbeaufschlagten Teilen aufweist, wodurch ein zeitlicher Anstieg der Zangenkraft wesentlich verzögert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greif- oder Spannvorrichtung vorzuschlagen, mit welcher Werkstücke mit einer definierten Greifkraft gegriffen bzw. gespannt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer eingangs beschriebenen Greif- oder Spannvorrichtung, durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Aufgrund der bekannten Federkennlinie des Auslenkabschnitts und des bekannten, über die Begrenzungsmittel vorgegeben Greifwegs kann die Greifkraft sehr genau eingestellt werden. Die Greifkraft ergibt sich dabei in Abhängigkeit der Federkennlinie und aus der Differenz δ des durch das Begrenzungsmittel begrenzten maximalen Verfahrweges der Grundbacke in Greif- oder Spannrichtung und des Verfahrweges der Grundbacke bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Greifmittel das zu greifende Werkstück kontaktieren. Der Wert δ entspricht also dem Verfahrweg der Grundbacke nach dem Kontaktieren des Werkstücks bis zum Erreichen der maximalen Verfahrbewegung in Greifrichtung, die durch die Begrenzungsmittel vorgegeben ist. Je weiter die Grundbacke in Greifrichtung verfahren wird, desto höher ist bei entsprechender Federkennlinie die das Werkstück beaufschlagende Greifkraft. Beim Erreichen der Begrenzungsmittel, also nach Zurücklegen des maximalen Verfahrweges, wird die maximale Greifkraft erreicht.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass bei bekannter Federkennlinie und bei Vorsehen von Begrenzungsmitteln die Greifkraft bei bekannter Werkstückgröße unabhängig von der Art des Antriebes der Grundbacke dauerhaft gleichbleibend eingestellt werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Begrenzungsmittel als in Bewegungsrichtung der Grundbacke verstell- und festsetzbare mechanische Anschlagmittel ausgebildet. Die Anschlagmittel können hierbei einerseits an dem Gehäuse oder einem sonstigen Bauteil und andererseits an der Grundbacke angeordnet sein. Aufgrund der Verstell- und Festsetzbarkeit wird ermöglicht, dass die Greifkraft abhängig von der Greifaufgabe verstellbar ist. Die Festsetzbarkeit des Anschlagmittels verhindert ein selbsttätiges Verstellen der Begrenzungsmittel, und damit der maximalen, auf das Werkstück wirkenden Greifkraft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschlagmittel einen in Bewegungsrichtung der Grundbacke verstellbaren Verstellbolzen und einen zur Bewegungsbegrenzung der Grundbacke, mit dem Verstellbolzen zusammenwirkenden Anschlag umfassen, wobei entweder der Verstellbolzen oder der Anschlag an der Grundbacke angeordnet ist. Ist der Verstellbolzen an der Grundbacke angeordnet, so ist der Anschlag an dem Gehäuse oder an einem sonstigen Bauteil angeordnet. Ist hingegen der Anschlag an der Grundbacke angeordnet, so ist der Verstellbolzen insbesondere an dem Grundgehäuse der Greif- oder Spannvorrichtung vorzusehen.

Vorteilhafterweise weist der Verstellbolzen ein Gewinde auf, das mit einem Gegengewinde zusammenwirkt, wobei der Verstellbolzen durch Verdrehen in und gegen die Greifrichtung verstellbar ist. Die Verwendung eines über ein Gewinde verstellbaren Verstellbolzens hat den Vorteil, dass die Begrenzung der Verfahrbewegung der Grundbacke sehr genau, fein dosierbar und stufenlos verstellt werden kann. Damit ist eine hohe Genauigkeit der Einstellung der Greifkraft möglich.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind zwei entlang einer Linie angeordnete Grundbacken mit Greifmitteln vorgesehen, wobei wenigstens eine Grundbacke Greifmittel aufweist, die den elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt umfassen. Denkbar ist auch, dass beide an den Grundbacken vorgesehenen Greifmittel jeweils einen elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt aufweisen.

Vorteilhafterweise sind an jeder der beiden Grundbacken Anschlagmittel vorgesehen, die miteinander zusammenwirken.

Damit entfallen zusätzliche, grundbackenfern anzuordnende Bauteile, die als Begrenzungsmittel dienen.

Dazu kann an einer Grundbacke der Verstellbolzen und an der anderen Grundbacke der mit dem Verstellbolzen zusammenwirkende Anschlag angeordnet sein. Eine derartige Anordnung hat sich als kostengünstig und einfach zu realisieren herausgestellt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Greifmittel mit Befestigungsmitteln, insbesondere mit Schrauben, an der jeweiligen Grundbacke befestigt sind, wobei das Befestigungsmittel der einen Grundbacke ein Innengewinde zur Aufnahme des Verstellbolzens und das Befestigungsmittel der anderen Grundbacke einen Anschlag für den Verstellbolzen umfasst. Die Schrauben sind vorteilhafterweise koaxial zu der Bewegungsrichtung der Grundbacken angeordnet. Damit entfallen zusätzliche Bauteile zur Realisierung von Begrenzungsmitteln. Die Befestigungsmittel erfüllen demnach zwei Aufgaben, nämlich zum einen das Befestigen der Greifmittel an den jeweiligen Grundbacken und zum anderen das Anordnen des Verstellbolzens bzw. das Vorsehen des Anschlages.

Um ein selbsttätiges Verstellen des Verstellbolzens zu unterbinden, können erfindungsgemäß Mittel zur Verdrehsicherung des Verstellbolzens vorgesehen sein. Die Mittel zur Verdrehsicherung können hierbei einen mit der Mantelfläche eines Kopfes des Verstellbolzens zusammenwirkenden Raststift umfassen, der ein selbsttätiges Verdrehen des Verstellbolzens verhindert. Der Raststift ist hierbei vorzugsweise parallel zu der Längsachse des Verstellbolzens an der Grundbacke oder an den Greifmitteln der zugehörigen Grundbacke ortsfest angeordnet.

Bei einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Auslenkabschnitt eine die Verformung des Auslenkabschnitts erfassende Verformungsmesseinheit, insbesondere ein Dehnmessstreifen, vorgesehen ist, über den die auf das Werkstück wirkende Greifkraft bestimmt werden kann. Damit kann eine Prozessüberwachung und Prozessoptimierung erfolgen. Insbesondere kann kontrolliert werden, ob die gegriffenen Werkstücke nicht mit einer ungewünschten hohen oder auch zu niederen Greifkraft gegriffen werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass eine Steuer- und/oder Regeleinheit den Antrieb der Grundbacke bzw. den beiden Grundbacken in Abhängigkeit von mit der Verformungsmesseinheit erfassten Änderung der Verformung und/oder von einer vorgegebenen Greifkraft steuert und/oder regelt. Über eine derartige Kraftregelung kann der Greifprozess optimiert werden.

Ferner ist denkbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit aufgrund von Änderungen der erfassten Verformung bestimmt, ob ein Werkstück gegriffen ist oder nicht. Damit kann ebenfalls eine Prozessüberwachung erfolgen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist denkbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit mittels Wegmesssensoren die Bewegung der Grundbacke bzw. der Grundbacken erfasst, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit Änderungen der erfassten Verformung des Auslenkabschnitts oder die erfasste Greifkraft in Abhängigkeit von der Bewegung der Grundbacke ermittelt, woraus im Vergleich mit Referenzdaten eine Maßabweichung des gegriffenen Werkstücks bestimmt werden kann. Damit können Werkstücke, die nicht im Rahmen der vorgegebenen Toleranzen liegen, ermittelt und ausgesondert werden. Eine realisierbare Auflösung kann im Mikrometer-Bereich liegen.

Vorteilhafterweise ist der Verlauf der Federkennlinie des Auslenkabschnitts und/oder der Greifmittel geradlinig oder weitgehend geradlinig. Daraus ergibt sich eine lineare Abhängigkeit einer Verstellung der Begrenzungsmittel zu einer das Werkstück beaufschlagenden Greifkraft.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Greifmittel den 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. Bei Wechsel der Greifaufgabe kann der Greifabschnitt ohne Weiteres ausgetauscht werden, ohne dass die Greifmittel als solche und insbesondere der Auslenkabschnitt vollständig zu ersetzen sind.

Andererseits ist erfindungsgemäß denkbar, dass der Auslenkabschnitt und der Greifabschnitt als einstückiges Bauteil ausgebildet und aus einem Werkstück hergestellt sind.

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.

Um eine Biegung der Auslenkabschnitte an einer vorgegebenen Stelle des Auslenkabschnitts zu realisieren, kann erfindungsgemäß außerdem vorgesehen sein, dass der Auslenkabschnitt definierte Sollbiegestellen aufweist. Dies hat den Vorteil, dass Verformungsmesseinheiten ausschließlich an den Sollbiegestellen anzuordnen sind, um die Verformung des Auslenkabschnitts zu messen.

Ferner ist erfindungsgemäß denkbar, den Auslenkabschnitt als Doppelbiegebalkenabschnitt auszubilden, der zwei parallel, senkrecht zur Greifrichtung verlaufende Balkenabschnitte aufweist.

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, Verformungsmesseinheiten angeordnet ist bzw. sind.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung kann drei oder mehrere, insbesondere gleichmäßig über einen Kreisumfang verteilt angeordnete Grundbacken aufweisen, wobei wenigstens eine Grundbacke Greifmittel aufweist, die den elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt umfassen. Denkbar ist ferner, dass sämtliche Grundbacken Greifmittel mit jeweils einem elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt umfassen. Vorteilhafterweise weisen die einzelnen Auslenkabschnitte identische Federkennlinien auf.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer im Vorhergehenden beschriebenen Greifvorrichtung gelöst, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Antrieb in Abhängigkeit von Änderungen der Verformung des Auslenkabschnitts und/oder von der erfassten Greifkraft gesteuert und/oder geregelt wird. 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.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.

Es zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung in verschiedenen Hubstellungen;

Fig. 3 und Fig. 4 eine zweite erfindungsgemäße Greifvorrichtung zum Innengreifen in verschiedenen Hubstellungen; und

Fig. 5 ein Diagramm, das die Abhängigkeit einer Greifkraft F von der Hubstellung der Grundbacke wiedergibt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Greifvorrichtung 50 in Form eines Zwei-Backen-Parallelgreifers umfasst ein Greifergehäuse 52 und zwei entlang einer Linie in dem Gehäuse 52 veschieblich gelagerte Grundbacken 54 und 56. An den Grundbacken 54 und 56 ist jeweils ein Greifmittel 58 und 59 in Form eines Greiffingers angeordnet. Über einen in dem Gehäuse 52 befindlichen Antrieb können die beiden Grundbacken 54 und 56 aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden. Über den Antrieb werden außerdem die Greifmittel 58 und 59 mit einer Greifkraft, die parallel zu der Bewegungsrichtung der Grundbacken 54 und 56 in die mit dem Pfeil X gekennzeichnete Richtung verläuft, beaufschlagt.

Die Greifmittel 58, 59 weisen jeweils einen Auslenkabschnitt 60, einen Greifabschnitt 62, der zum Greifen eines Werkstückes 64 vorgesehen ist, sowie einen Verbindungsabschnitt 66 zur Anbindung an die jeweilige Grundbacke 54, 56 auf. Die Greifmittel 58, 59 sind als einstückiges Bauteil ausgebildet, wobei sämtliche Abschnitte 60, 62 und 66 aus einem Werkstück hergestellt sind.

Der Auslenkabschnitt 60 ist derart ausgebildet, dass er aufgrund der auf den Greifabschnitt 62 wirkenden Greifkraft entgegen der Greifrichtung, in Richtung des Pfeiles Y, elastisch verformbar ist und eine definierte Federkennlinie umfasst. Zur elastischen Verformbarkeit weisen die Auslenkabschnitte 60 jeweils zwei parallel zueinander verlaufende Biegebalkenabschnitte 68 auf; der Auslenkabschnitt 60 ist damit als Doppelbiegebalkenabschnitt ausgebildet. Die Biegebalkenabschnitte 68 verlaufen senkrecht zur Greifrichtung X bzw. senkrecht zur Bewegungsrichtung der beiden Grundbacken 54 und 56.

Die Biegebalkenabschnitten 68 sind über Sollbiegestellen 70 mit dem jeweiligen Greifabschnitt 62 und mit dem jeweiligen Verbindungsabschnitt 66 verbunden.

Zur Befestigung der Greifmittel 58, 59 an den jeweiligen Grundbacken 54, 56 sind Bolzenschrauben 72, 73 vorgesehen. In dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Zustand sind die Schrauben 72, 73 durch ein Durchgangsloch 74 an der jeweiligen Grundbacke 54 und 56 gesteckt und mit einer Gewindebohrung 76 an den Verbindungsabschnitten 66 verschraubt.

An dem Greifergehäuse 52 sind Kommunikationsanschlüsse 94 vorgesehen, die den in dem Greifergehäuse 52 angeordneten Antrieb mit einem Pneumatik- oder Hydrauliknetz verbinden.

In der Fig. 1 ist das Werkstück 64 zwischen den beiden Greifabschnitten 62 eingelegt. Die Greifvorrichtung 50 befindet sich in einer Ausgangsposition, in der das Werkstück 64 mit keiner Greifkraft beaufschlagt ist.

Im Gegensatz hierzu zeigt Fig. 2 die Greifvorrichtung 50 in einer Stellung, in der das Werkstück 64 über die beiden Greifabschnitte 62 mit einer maximalen Greifkraft F_max beaufschlagt ist. Deutlich zu erkennen ist eine Auslenkung der beiden Greifmittel 58, 59 im Bereich der Auslenkabschnitte 60. Die Balkenabschnitte 68 des Greifmittels 58 sind dabei nicht mehr parallel zu den Balkenabschnitten 68 des anderen Greifmittels 59 angeordnet. Die Balkenabschnitte 68 des einen Greifmittels 58 bilden mit den Balkenabschnitten 68 des anderen Greifmittels 59 einen nach oben leicht geöffneten, spitzen Winkel.

Die Federkennlinie der Auslenkabschnitte 60 in Richtung der parallel zu der Bewegungsrichtung wirkenden Greifkraft F ist geradlinig oder zumindest weitgehend geradlinig. Die auf das Werkstück wirkende Greifkraft F ergibt sich in Abhängigkeit der Federkennlinie c nach dem Kontaktieren des Werkstücks zurückgelegten Verfahrweges δ der Grundbacken in Greifrichtung X. Bei Zunahme des Verfahrweges δ nimmt auch die Greifkraft F zu, wie auch in Fig. 5 dargestellt ist.

Um das Werkstück 64 mit einer definierten maximalen Greifkraft F_max zu beaufschlagen, ist ein Anschlagmittel in Form eines Verstellbolzens 78 vorgesehen, das die Bewegung der Grundbacken 54 und 56 in einander zugewandter Richtung definiert begrenzt. Der Verstellbolzen 78 ist gegenüber der Grundbacke 56 bzw. der Greifeinheit 59 in Bewegungsrichtung X der Grundbacke 54 und 56 verlager- und festsetzbar. Dazu weist der Verstellbolzen 78 ein Gewinde 80 auf, das in ein Innengewinde 82 eingreift, welches die die Grundbacke 56 und den zugehörigen Greifabschnitt 59 verbindende Schraube 73 koaxial zur Bewegungsrichtung X, Y aufweist.

Der Verstellbolzen 78 weist einen Kopf 84 sowie ein freies Ende 86 auf. Das freie Ende 86 dient hierbei als Anschlag gegen die Grundbacke 54 bzw. gegen die die Grundbacke 54 mit dazugehörigen Greifmitteln 59 verbindenden Schraube 72.

Durch Verdrehen des Verstellbolzens 78 kann damit der minimale Öffnungsabstand der beiden Grundbacken 54 und 56 zueinander eingestellt werden. Je nach vorgegebenem Öffnungsabstand ändert sich aufgrund der Federkennlinie c der Auslenkabschnitte 60 die auf das Werkstück 64 wirkende Greifkraft F. Über den Verstellbolzen 78 kann somit bei bekannter Federkennlinie eine vordefinierte Greifkraft F_max eingestellt werden.

In der Fig. 2, in der das Werkstück 64 mit der definierten Greifkraft F_max beaufschlagt ist, schlägt die Grundbacke 54 bzw. die zugehörige Schraube 72 gegen das freie Ende 86 des Verstellbolzens 78.

Die Greifvorrichtung 50 sieht ferner Mittel zur Verdrehsicherung des Verstellbolzens 78 vor. Der Kopf 84 des Verstellbolzens 78 weist an seiner Mantelfläche in Längsrichtung des Verstellbolzens 78 verlaufende Rillungen 88 auf. Diese Rillungen 88 wirken mit einem Raststift 90 zusammen, der einerends an den Greifmitteln 59 ortsfest angeordnet ist und anderenends in eine Rillung am Mantel des Kopfes 84 eingreift. Damit wird gewährleistet, dass eine Verdrehung des Verstellbolzens 78 nicht selbsttätig erfolgen kann. Über einen geschwächten Abschnitt 92 des Raststiftes 90 kann der Raststift 90 zur Verdrehung des Verstellbolzens 78 elastisch verformt bzw. ausgelenkt werden.

Vorteilhafterweise sind zur Verstellung der Greifkraft F_max keine Werkzeuge erforderlich; außerdem kann auf die Verwendung von elektronischen Hilfsmitteln, wie Kraftmess- oder Wegmesssensoren verzichtet werden.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Greifvorrichtung 100 dargestellt, die im Wesentlichen der Greifvorrichtung 50 entspricht. Die Greifvorrichtung 100 ist allerdings im Gegensatz zu der Greifvorrichtung 50 zum Innengreifen von Werkstücken 102 vorgesehen.

In Fig. 3 ist die Ausgangsposition der Greifvorrichtung 100 dargestellt; die beiden Grundbacken 54 und 56 sind in einer aneinander zugewandten Position dargestellt. Das Werkstück wird in dieser Position nicht gegriffen.

In Fig. 4 sind die beiden Grundbacken 54 und 56 um einen definierten Hubweg voneinander entfernt dargestellt. Das Werkstück 102 wird in dieser Position gegriffen. Zur definierten Begrenzung des Hubweges ist der Verstellbolzen 78 vorgesehen, der ein Durchgangsloch 108 der Schraube 73 durchgreift, die die Grundbacke 56 mit dem zugehörigen Greifmittel 59 verbindet. Das Gewinde 80 des Verstellbolzens 78 ist bei der Greifvorrichtung 100 in ein Innengewinde 106 eingeschraubt, das die Schraube 72 aufweist, die die Grundbacke 54 mit der zugehörigen Greifmittel 58 verbindet. Der Verfahrhub der beiden Grundbacken 54 und 56 wird demnach durch Anschlagen der Stirnseite 104 der Schraube 72 gegen den der Stirnseite 104 zugewandten Abschnitt des Kopfes 84 des Verstellbolzens 78 erreicht.

Die voreinstellbare, maximale Greifkraft F_max ergibt sich aus der Differenz δ des Abstandes der Grundbacken 54, 56 beim Kontaktieren der Greifabschnitte 62 am Werkstück 102 und dem maximalen, durch die Anschlagmittel begrenzenden Öffnungsabstand der beiden Grundbacken 54 und 56. Anders ausgedrückt wird die Greifkraft F_max durch den Verfahrweg δ bestimmt, den die Grundbacken 54, 56 nach Kontaktieren des Werkstücks 102 in Greifrichtung X zurücklegen. Dieser Verfahrweg δ wird durch die Anschlagmittel begrenzt. Die maximale Greifkraft F_max lässt sich also durch Veränderung des Öffnungsabstandes der beiden Grundbacken 54 und 56, nämlich durch Verstellen des Verstellbolzens 78, einstellen.

In der Fig. 4 ist deutlich zu erkennen, dass die Balkenabschnitte 68 nicht mehr senkrecht zu der Verfahrbewegung der Grundbacken 54 und 56 verlaufen. Zwar sind die Balkenabschnitte 68 des jeweiligen Auslenkabschnitts 60 parallel; die Balkenabschnitte 68 des einen Auslenkabschnitts 60 verlaufen nach oben hin auf die Balkenabschnitte 68 des anderen Auslenkabschnitts 60 zu.

Die Greifvorrichtung 50 oder 100 kann zusätzlich an den Auslenkabschnitten 60 Verformungsmesseinheiten, insbesondere Dehnmessstreifen, vorsehen. Damit kann auch über die ermittelte Verformung der Auslenkabschnitte 60 bei bekannter Federkennlinie auf die Greifkraft F geschlossen werden. Die Verformungsmesseinheiten können hierbei insbesondere im Bereich der Sollbiegestellen 70 angeordnet sein.

Ferner können an der Greifvorrichtung 50 oder 100 Wegmesssensoren zur Erfassung der Position der Grundbacken 54 und 56 vorgesehen sein. Damit können, insbesondere in Verbindung mit an den Auslenkabschnitten 60 angeordnete Dehnmessstreifen auf das Werkstück 64 wirkende Greifkräfte in Abhängigkeit von der Position der Grundbacken 54 und 56 ermittelt werden. Im Vergleich mit Referenzdaten kann dann eine Maßabweichung des gegriffenen Werkstückes von vorgegebenen Solldaten bestimmt werden.

Die Fig. 5 zeigt eine geradlinige Federkennlinie c, die über dem Wert δ des nach dem Kontaktieren des Werkstücks zurückgelegten Verfahrweges der beiden Grundbacken 54, 56 der Greifvorrichtung 50 oder 100 in Greifrichtung aufgetragen ist. Bei Zunahme des Werts δ nimmt die Greifkraft F linear abhängig zu. Durch die Begrenzungsmittel wird ein maximaler Wert Smax erreicht, der zu einer maximalen, einstellbaren Greifkraft δ_max führt.

Claims

1. Greif- oder Spannvorrichtung (50, 100) für manuell zu bedienende oder automatische Handhabungsgeräte, mit einem Greifergehäuse (52), mit wenigstens einer in dem Gehäuse (52) verschieblich oder verschwenkbar gelagerten Grundbacke (54, 56), mit an der Grundbacke (54, 56) angeordneten Greifmitteln (58, 59) zum Greifen oder Spannen von Werkstücken (104, 102) und mit einem Antrieb zum Bewegen der Grundbacke (54, 56) in Greifrichtung (x), wobei die Greifmittel (58, 59) wenigstens einen entgegen der Greifrichtung (x) elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt (60) mit einer bekannten Federkennlinie (c) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass Begrenzungsmittel (72, 78) zur Begrenzung der Bewegung der Grundbacke (54, 56) in Greifrichtung (X) vorgesehen sind, wobei die Begrenzungsmittel als in Bewegungsrichtung (X, Y) der Grundbacke (54, 56) verstell- und festsetzbare mechanische Anschlagmittel (72, 78) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel einen in Bewegungsrichtung (x, y) der Grundbacke (54, 56) verstellbaren Verstellbolzen (78) und einen zur Bewegungsbegrenzung der Grundbacke (54, 56), mit dem Verstellbolzen (78) zusammenwirkenden Anschlag (72) umfassen, wobei entweder der Verstellbolzen (78) oder der Anschlag (72) an der Grundbacke (54, 56) angeordnet ist.

3. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellbolzen (78) ein Gewinde (80) aufweist, das mit einem Gegengewinde (82) zusammenwirkt, wobei der Verstellbolzen (78) durch Verdrehen verstellbar ist.

4. Vorrichtung (50, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei entlang einer Linie angeordnete Grundbacken (54, 56) mit Greifmitteln (58, 59) aufweist, wobei wenigstens eine Grundbacke (54, 56) Greifmittel (58, 59) aufweist, die den elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt (60) umfassen.

5. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das an jeder der beiden Grundbacken (54, 56) Anschlagmittel (78, 72) vorgesehen sind, die miteinander zusammenwirken.

6. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Grundbacke (56) der Verstellbolzen (78) und an der anderen Grundbacke (54) der mit dem Verstellbolzen (78) zusammenwirkende Anschlag (72) angeordnet ist.

7. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifmittel (58, 59) mit Befestigungsmitteln (72, 73), insbesondere mit Schrauben, an der jeweiligen Grundbacke (54, 56) befestigt sind, wobei das Befestigungsmittel (73) der einen Grundbacke (56) ein Innengewinde (82) zur Aufnahme des Verstellbolzens (78) und das Befestigungsmittel (72) der anderen Grundbacke (54) einen Anschlag (72) für den Verstellbolzen (78) umfasst.

8. Vorrichtung (50, 100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (88, 90) zur Verdrehsicherung des Verstellbolzens (78) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verdrehsicherung des Verstellbolzens (78) einen mit der Mantelfläche eines Kopfes (84) des Verstellbolzens (78) zusammenwirkenden Raststift (90) umfassen.

10. Vorrichtung (50, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auslenkabschnitt (60) eine die Verformung des Auslenkabschnitts (60) erfassende Verformungsmesseinheit, insbesondere ein Dehnmessstreifen, vorgesehen ist über die die Greifkraft (F) bestimmbar ist.

11. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und/oder Regeleinheit den Antrieb in Abhängigkeit von Änderungen der erfassten Verformung und/oder von der bestimmten Greifkraft steuert und/oder regelt.

12. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet dass die Steuer- und/oder Regeleinheit, aufgrund von Änderungen der erfassten Verformung bestimmt, ob ein Werkstück gegriffen ist oder nicht.

13. Vorrichtung (50, 100) nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit mittels Wegmesssensoren die Verlagerung der Grundbacke (54, 56) erfasst, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit Änderungen der erfassten Verformung des Auslenkabschnitts (60) oder die erfasste Greifkraft in Abhängigkeit von der Verlagerung der Grundbacke (54, 56) ermittelt, woraus im Vergleich mit Referenzdaten eine Maßabweichung des gegriffen Werkstücks bestimmt wird.

14. Vorrichtung (50, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Federkennlinie (c) des Auslenkabschnitts (60) und/oder der Greifmittel (58, 59) geradlinig oder weitgehend geradlinig ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifmittel(58, 59) den an der Grundbacke anordenbaren Auslenkabschnitt (60) und einen Greifabschnitt (62 zum Greifen des Werkstücks umfasst, wobei der Auslenkabschnitt (60) und der Greifabschnitt (62 als einzelne Bauteile miteinander montierbar und/oder voneinander lösbar ausgebildet sind.

16. Vorrichtung (50, 100) nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifmittel (58, 59) den an der Grundbacke (54, 56) anordenbaren Auslenkabschnitt (60) und einen Greifabschnitt (62) zum Greifen des Werkstücks (64, 102) umfassen, wobei die Greifmittel (58, 59) als einstückiges Bauteil ausgebildet sind und der Auslenkabschnitt (60) sowie der Greifabschnitt (62) aus einem Werkstück hergestellt sind.

17. Vorrichtung (50, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslenkabschnitt (60) als senkrecht zur Greifrichtung (X) verlaufender Biegebalkenabschnitt (58) ausgebildet ist.

18. Vorrichtung (50, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslenkabschnitt (60) definierte Sollbiegestellen (70) aufweist.

19. Vorrichtung (50, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslenkabschnitt (60) als Doppelbiegebalkenabschnitt ausgebildet ist, der zwei parallel, senkrecht zur Greifrichtung (x) verlaufende Balkenabschnitte (68) aufweist.

20. Vorrichtung (50, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Auslenkabschnitt (60) bzw. an jedem Balkenabschnitt (68) wenigstens eine, und vorzugsweise zwei Verformungsmesseinheit/-en angeordnet ist bzw. sind.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie drei oder mehrere, insbesondere gleichmäßig über einen Kreisumfang verteilt angeordnete Grundbacken (54, 56) aufweist, wobei wenigstens eine Grundbacke(54, 56) Greifmittel (58, 59) aufweist, die den elastisch nachgiebigen Auslenkabschnitt (60) umfassen.

22. Verfahren zur Steuerung- und/oder Regelung einer Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb in Abhängigkeit von Änderungen der Verformung des Auslenkabschnitts (60) und/oder von der erfassten Greifkraft gesteuert und/oder geregelt wird.