DE102017001720A1 - Präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen - Google Patents

Präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen Download PDF

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Kenneth J. Lafleur
Thomas C. Lee
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Abstract

Eine Greiferanordnung enthält einen Sockel (10), eine Führung, die auf dem Sockel (10) vorgesehen ist und Backen (20, 22). Die Backen (20, 22) sind dabei über Wälzlager an der Führung abgestützt, um eine möglichst reibungsarme Lagerung zu erzielen. Ein Antrieb der Backen (20, 22) erfolgt mittels reibungsarmer pneumatischer Aktoren (44, 46), die über eine mechanische Kopplung mit den Backen (20, 22) verbunden sind. Zur Erzeugung einer gleichzeitigen, gegengerichteten Bewegung beider Backen (20, 22) sind diese mittels eines Riemengetriebes gekoppelt. Ein Ventil (50) verbindet jeweils einen der Aktoren (44, 46) mit einer Pressluftquelle (48), um auf diese Weise die Backen (20, 22) einerseits auseinander und andererseits zusammen zu bewegen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Greiferanordnung, insbesondere eine Greiferanordnung mit mindestens zwei pneumatischen Aktoren, um empfindliche Teile zu halten.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass eine Greiferanordnung eine mechanische Vorrichtung ist, die dazu verwendet wird, Werkstücke zu halten oder zu klemmen. Greifer werden in vielen unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt, in welchen Werkstücke maschinell bearbeitet, mit anderen Teilen zusammengesetzt, getestet, verpackt, transportiert oder in irgendeiner Weise gehandhabt werden. Häufig besitzen Greifer gegenüberliegende Backen oder ähnliche Teile, die entlang einer oder mehrerer Führungen auf einer Basisfläche gleiten.
  • Die Backen werden aufeinander zu und voneinander weg bewegt. Sie werden aufeinander zu bewegt, um ein Werkstück in sicherer Weise zu halten, so dass es bearbeitet werden kann. Die Backen werden voneinander weg bewegt, um das Werkstück nach vollendeter Bearbeitung freizugeben.
  • Die Backen können mittels einer Vielzahl unterschiedlicher Aktoren bewegt werden, die mechanisch mit den Backen gekoppelt sind. Die Aktoren können elektrisch angetrieben sein, wie beispielsweise ein Motor. Die Aktoren können außerdem durch ein Fluid angetrieben werden, wie beispielsweise ein Hydraulik- oder Pneumatik-Zylinder mit einem innen liegenden Kolben. Die Aktoren können mit den Backen in unterschiedlicher Weise abhängig vom Aktortyp mit den Backen verbunden werden. Elektrisch angetriebene Aktoren können mit den Backen mittels einer Zahnstangenanordnung verbunden sein. Fluidgetriebene Aktoren können mit den Backen über Verbindungselemente in Form eines Riemens, flexiblen Drahtes, Kabels oder Seiles verbunden sein.
  • Einige Greifer setzen nur einen Aktor, beispielsweise einen reversierbaren Motor ein, um die Backen aufeinander zu und voneinander weg zu bewegen. Andere Greifer verwenden einen fluidgetriebenen Aktor in Kombination mit einer Feder, bei der die Feder komprimiert wird, wenn die Backen in jene Richtung des Aktors bewegt werden, in der er aktiviert wird und die Feder für die umgekehrte Bewegung der Backen sorgt, wenn der Aktor deaktiviert wird. Ebenfalls ist bekannt, doppelt wirkende, fluidgetriebene Aktoren einzusetzen, um die Backen unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder unterschiedlichen Kräften zu bewegen, wenn der fluidangetriebene Aktor nicht ausreichend ausgeglichen ist.
  • Die Auswahl des jeweiligen Aktortyps und die mechanische Verbindungskonfiguration zwischen dem Aktor und der Backe bestimmt die wesentlichen Eigenschaften der Greiferanordnung und wird oftmals durch das jeweilige Werkstück vorgegeben, für welches die Greiferanordnung bestimmt ist und die speziellen Bearbeitungsschritte, welche am Werkstück vorgenommen werden sollen, wenn es durch die Greiferanordnung geklemmt wird.
  • In Fällen, in denen es erforderlich ist, die Backen mit gleicher Geschwindigkeit und/oder durch Aufbringung gleicher Kräfte zu schließen, kann ein Synchronisationsmechanismus in die Verbindung zwischen dem Aktor und der Backe vorgesehen werden. Die Konfiguration des Synchronisationsmechanismus hängt vom ausgewählten Aktortyp und vom gewünschten Ergebnis der Greiferanordnung ab.
  • Beispielsweise zeigt die US 8,905,452 einen Zahnstangentrieb als Kraft vervielfachenden Mechanismus, um einen Elektromotor mit den Backen zu verbinden.
  • Die US 6,598,918 zeigt einen Greifer mit einem Synchronisationsmechanismus, welcher die Geschwindigkeit der Backen und auch die auf die Backen ausgeübten Kräfte steuert.
  • Allen oben genannten Greiferanordnungen ist gemeinsam, dass sie bei der Hantierung von empfindlichen Werkstücken wie beispielsweise Computerchips und zerbrechlichen Teilen aus Glas Probleme haben. Aufgrund interner Reibungseffekte konventioneller Greifer ist es diesen nicht möglich, sehr kleine Kräfte auf Werkstücke gezielt auszuüben und diese gleichzeitig derart sicher zu spannen, um jegliche Bewegung des Werkstücks während dessen Bearbeitung auszuschließen.
  • Wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, welche für empfindliche Teile nutzbar ist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, welche mindestens zwei sehr reibungsarme Aktoren aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der die Aktoren pneumatisch angetrieben sind.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der die Aktoren unabhängig angetrieben sind.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der die Aktoren in entgegengesetzte Richtungen angetrieben sind.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der Backen entlang einer gemeinsamen Führungsschiene bewegbar sind.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der sich die Backen entlang der Führungsschiene an Wälzlagern bewegen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der die Aktoren mit den Backen durch ein Riemengetriebe gekoppelt sind.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der die Kopplung einen Riemen aufweist, welcher sich zwischen zwei beabstandeten Rollen befindet.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der jede Backe an unterschiedlichen Punkten mit dem Riemen verbunden ist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der die mechanische Verbindung des Aktors zu den Backen ein flexibles Gelenk aufweist, um eine fehlerhafte Ausrichtung zu kompensieren.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, bei der die Backen innerhalb eines Innenraums angeordnet sind, der von einer Innenwand gebildet ist und einen Anschlagmechanismus aufweist, der den Backen zugeordnet ist und verhindert, dass die Backen an die Wand stoßen, wenn sie sich der entfernten Position nähern.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, die von einfachen mechanischen Teilen gebildet ist, die für eine lange Standzeit zusammenarbeiten.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen anzugeben, welche aus relativ preisgünstigen Teilen einfach zusammengebaut werden kann.
  • Die oben genannten Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, welche sich auf eine Greiferanordnung zum Spannen eines Werkstücks bezieht. Diese Anordnung enthält einen Sockel, eine Führung, welche auf dem Sockel angeordnet ist, eine erste und zweite Backe, welche entlang der Führung zwischen einer nahen und einer entfernten Position bewegbar sind. Einer erster und zweiter pneumatischer Aktor ist durch Verbindungsmittel mit der ersten und zweiten Backe verbunden. Mittel verbinden die erste und zweite Backe in einer Weise, dass diese nur simultan und gegensinnig bewegbar sind. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um den ersten und zweiten Aktor unabhängig voneinander anzusteuern, derart, dass die Betätigung des ersten Aktors eine gleichzeitige Bewegung der Backen in eine Richtung und die Betätigung des zweiten Aktors die gleichzeitige Betätigung der Backen in die andere Richtung bewirkt. Die Aktoren sind reibungsarm ausgebildet, was vorzugsweise durch Bildung eines Luftkissens zwischen Kolben und Zylinder erreicht werden kann.
  • Die Anordnung enthält ein Wälzlager, insbesondere Kugellager, auf dem wenigstens eine der Backen gelagert ist, um sich entlang der Führung zu bewegen.
  • Die Verbindungsmittel für die Backen enthalten erste und zweite, zueinander beabstandete Rollen und einen Riemen, welcher sich zwischen den Rollen erstreckt. Die erste und zweite Rolle sind so montiert, dass sie relativ zum Sockel unabhängig voneinander drehbar sind. Der Riemen ist in einer Ebene vorgesehen, welche im Wesentlichen parallel zur Ebene der Führung liegt.
  • Die Aktorverbindungsmittel enthalten außerdem eine mechanische Verbindung, um den ersten Aktor und den zweiten Aktor mit der ersten Backe zu verbinden.
  • Die Anordnung enthält außerdem Verbindungsmittel zur mechanischen Verbindung mit einem Riemen und Mittel zum Verbinden der zweiten Backe mit dem Riemen. Die erste und zweite Backe sind dabei an unterschiedlichen Punkten mit dem Riemen verbunden.
  • Die erste und zweite Aktor sind reibungsarme, pneumatisch angetriebene Aktoren. Jeder der Aktoren enthält einen Zylinder, der innenseitig eine Glasoberfläche aufweist und einen Kolben. Druckluft umgibt den Kolben und wirkt dabei teilweise als Luftkissen.
  • Die Aktoren enthalten einen Kolben mit einer biegsamen Kolbenstange. Die mechanische Verbindung enthält eine Biegeverbindung, die durch die biegsame Kolbenstange gebildet ist.
  • Um zu verhindern, dass die Backen an Innenwände des Sockelinnenraums stoßen, zwischen denen sie gehalten sind, ist ein Anschlagmechanismus vorgesehen, der diese anhält, wenn sie ihre entfernte Lage erreichen.
  • Die Aktorbetätigungsmittel enthalten eine Druckluftquelle und ein Ventil, welches entweder den ersten Aktor oder den zweiten Aktor mit der Druckluftquelle verbindet.
  • In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal des Erfindungsgegenstandes wird eine Niedrigkraftgreiferanordnung vorgesehen, um ein empfindliches Werkstück zu spannen. Die Anordnung enthält einen Sockel, eine darauf vorgesehene Führung und eine erste und zweite Backe. Den Backen sind erste und zweite Wälzlager, insbesondere Kugellager zugeordnet, um die Backen entlang der Führungen zwischen einer angenäherten und einer entfernten Lage bewegen zu können. Ein erster und zweiter niedrigreibungs-pneumatischer Aktor sind mittels mechanischer Verbindungen jeweils mit der ersten und zweiten Backe verbunden. Eine Rolle und ein Riemen verbinden die erste und zweite Backe miteinander, um eine gleichzeitige, entgegengesetzte Bewegung der Backen zu realisieren. Um den ersten und zweiten Aktor anzusteuern, sind Ventilmittel vorgesehen, die eine gleichzeitige Bewegung der Backen bewirken, derart, dass die Backen durch die Wirkung des ersten Aktors gleichzeitig in eine Richtung und durch die Wirkung des zweiten Aktors gleichzeitig in die Gegenrichtung bewegt werden.
  • Das Riemengetriebe enthält eine erste und zweite Rolle und einen Riemen, der sich zwischen den Rollen erstreckt. Die erste und zweite Rolle sind unabhängig voneinander und relativ zum Sockel drehbar gehalten. Der Riemen ist in einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen parallel zur Ebene der Führung liegt.
  • Die Anordnung enthält außerdem eine mechanische Kopplung zum Riemen und Verbindungsmittel, um die andere Backe mit dem Riemen zu verbinden. Die erste und zweite Backe sind dabei an unterschiedlichen Punkten mit dem Riemen verbunden.
  • Jeder der Aktoren enthält einen Zylinder mit innenseitiger Glasoberfläche und einen Kolben, wobei der Kolben von Druckluft umspült wird, um auf diese Weise wie ein Luftkissen zu funktionieren.
  • Jeder Aktor enthält eine biegsame Kolbenstange, die mit der mechanischen Kopplung verbunden ist, um ein Gelenk zu bilden.
  • Um zu verhindern, dass die Backen mit dem von den inneren Wänden des Sockels gebildeten Innenraum in Kontakt treten, ist ein Anschlagmechanismus vorgesehen, der die Backen anhält, wenn sie die entfernte Stellung erreichen.
  • Diese und andere Merkmale, die im Folgenden beschrieben sind, beschreiben eine präzise kontrollierbare Greiferanordnung für Niedrigkraftanwendungen. Diese Greiferanordnung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen stets gleiche Teile benennen.
  • Es zeigt:
  • 1 eine räumliche Explosionsdarstellung einer Greiferanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine räumliche Explosionsdarstellung eines pneumatischen Aktors als Teil der Greiferanordnung,
  • 3 ein schematisches Diagramm eines Pressluftsteuerungssystems,
  • 4 eine Darstellung der Greiferanordnung von oben,
  • 5A eine Schnittdarstellung der Greiferanordnung entlang der Schnittlinie 5A gemäß 4 mit den Backen in der entfernten Stellung und
  • 5B eine Schnittdarstellung der Greiferanordnung entlang der Schnittlinie 5A gemäß 4 mit den Backen in der angenäherten Stellung.
  • Die 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Greiferanordnung und die 5A und 5B entsprechende Schnittdarstellungen. Diese Greiferanordnung umfasst einen Sockel 10, der einen Innenraum 12 zur Aufnahme verschiedener Komponenten der Greiferanordnung enthält, einschließlich eines Teiles 14, dessen oberer Abschnitt 16 den Innenraum 12 in einen oberen und unteren Abschnitt aufteilt.
  • Der obere Abschnitt 16 des Teils 14 wirkt als Plattform einer Schiene 18. Die Schiene 18 bildet eine Führung für die Bewegung von Backen 20, 22. Das Teil 14 stützt außerdem erste und zweite Rollen 24, 26 ab. Mit Hilfe dieser Rollen 24, 26 wird ein Riemen 28 umgelenkt, der sich zwischen den beiden Rollen 24, 26 erstreckt und ein Verbindungsmittel zur Verbindung der Backen 20, 22 miteinander bildet, um eine gleichzeitige, entgegengerichtete Bewegung der Backen 20, 22 zu erzeugen.
  • Die Schiene 18 ist an der oberen Seite eines längsgestreckten Teils 30 festgelegt, welches wiederum an einem ebenen Mittelteil des oberen Abschnitts 16 des Teils 14 mittels Schrauben 32 festgelegt ist. Die Rollen 24, 26 sind von der Unterseite drehbar über Achsen 34, 36 abgestützt.
  • Die Backen 20, 22 sind entlang der Führungsschiene 18 zwischen einer angenäherten und einer entfernten Lage in reibungsarmer Weise bewegbar gehalten. Jede Backe 20, 22 ist oberseitig auf einem Schiebeschlitten 38, 40 festgelegt. Jeder Schiebeschlitten 38, 40 besitzt grundsätzlich eine unten offene U-Form. Die inneren Flächen jedes nach unten gerichteten Schenkels der Schiebschlitten 38, 40 sind mit einer Anzahl Kugellager ausgerüstet, die in Kanäle 42 der Außenflächen jeder Seite der Führungsschienen 18 eingreifen. Durch diese Kugellagerführung der Schiebeschlitten 38, 40 und der Führungsschiene 18 wird eine reibungsarme Lagerung der Backen 20, 22 bei ihrer Bewegung entlang der Führungsschiene 18 erzielt.
  • Ein erster und zweiter pneumatischer Aktor 44, 46 ist vorgesehen, um die Backen 20, 22 zu verschieben. Die Aktoren 44, 46 werden durch Pressluft angesteuert, die aus einer Pressluftquelle 48 stammt, welche von einem Presslufttank oder einem Luftkompressor gebildet sein kann.
  • Die 3 zeigt, dass die Pressluftquelle 48 mit einem Eingang eines Ventils 50 verbunden ist. Das Ventil 50 hat zwei Ausgänge, von denen einer mit dem Aktor 44 und der andere mit dem Aktor 46 verbunden ist. Das Ventil 50 kann ein beliebiges, übliches Ventil sein, welches in der Lage ist, die Pressluftquelle 48 mit einem der ausgewählten Aktoren 44, 46 unter Berücksichtigung eines Steuersignals einer Greifersteuerung 52 zu verbinden.
  • Das Ventil 50 kann einen internen Gleitkörper aufweisen, der einen Kanal aufweist und unter der Kraftwirkung eines vom Signal gesteuerten Elektromagneten zwischen zwei Lagen bewegt wird. In einer Lage ist dabei die Pressluftquelle 48 mit dem Aktor 44 verbunden, während sie in der zweiten Lage mit dem Aktor 46 verbunden ist. Keinesfalls ist die Pressluftquelle 48 jedoch mit beiden Aktoren 44, 46 gleichzeitig verbunden.
  • Die Aktoren 44 und 46 sind im Innenraum 12 des Sockels 10 unterhalb des Teils 14 vorgesehen. Wie die 2 zeigt, enthält jeder Aktor 44, 46 einen hohlen Glaszylinder 54, in dem ein Kolben 56 aus Graphit vorgesehen ist. Jeder Kolben 56 hat eine Kolbenstange 58, welche sich außenseitig aus einem Verbinder 60 erstreckt, der in einer zentralen Öffnung der Vorderseite des Kolbens 56 aufgenommen ist. Jede Kolbenstange 58 besitzt einen biegsamen Drahtabschnitt 62, der ein flexibles Gelenk mit dem Teil bildet, mit dem es verbunden ist. Der flexible Stab gleicht Ausrichtungsfehler durch Herstellungstoleranzen aus, um auf diese Weise Seitenkräfte des Kolbens zu reduzieren, was wiederum zu geringeren Reibungskräften führt.
  • Am Ende des flexiblen Drahtabschnitts 62 ist an jedem Aktor 44, 46 ein Verbinder 64 befestigt. Dieser Verbinder 64 jedes Aktors 44, 46 ist mit einem Koppler 66 verbunden. Der Koppler 66 besitzt einen flachen Körper aus Metall 68 mit einem ersten und zweiten rechtwinkeligen Arm 70, 72, die jeweils eine Öffnung aufweisen. Die Öffnungen der Arme 70, 72 sind so gestaltet, dass sie die Verbinder 64 der Kolbenstangen 58 der Aktoren 44 und 46 aufnehmen können. Nachdem sich der flexible Drahtabschnitt 62 der Kolbenstangen 58 verbiegen kann, werden Ausrichtungsfehler zwischen dem Aktor 44, 46 und dem Koppler 66 automatisch ausgeglichen.
  • Der Körper 68 besitzt oberseitig einen Arm 74, der zur Aufnahme und Festlegung des Riemens 28 vorgesehen ist, der zwischen dem Arm 74 und einem Klemmkörper 76 gehalten ist. An den Backen 22 ist ein rechtwinkeliger Klemmkörper 78 angebracht, der mit einem weiteren Klemmkörper 80 zusammenwirkt, um die Backe 22 mit dem Riemen 28 zu verbinden. Die Backen 20, 22 sind dabei an unterschiedlichen Positionen des Riemens 28 mit diesem verbunden, wodurch sich die Backen 20, 22 gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Auf diese Weise ergibt sich bei Betätigung eines Aktors 44, 46 durch Verbinden mit der Pressluftquelle 48 eine Bewegung der Backen 20, 22 in Richtung der Annäherungsstellung, um ein Werkstück zu klemmen. Wenn der andere Aktor 46, 44 mit der Druckluftquelle 48 verbunden wird, bewegen sich die Backen 20, 22 in die Gegenrichtung in ihre entfernte Stellung, um das Werkstück loszulassen.
  • Wie man anhand von 2 sieht, besitzt die Rückwand des Aktors 44, 46, welche mit der Pressluftquelle 48 über das Ventil 50 verbunden ist, eine zentrale Öffnung 82, die von einem ringförmigen Teil 84 umgeben ist, welches als Anschlag für das äußerste Ende des Weges des Kolbens 56 dient.
  • Die Greiferanordnung weist einen Anschlagmechanismus auf, durch den verhindert wird, dass die Backen 20, 22 an die Innenwand des Sockels 10, welche den Innenraum 12 definiert, stoßen, wenn die Backen 20, 22 die Entferntlage erreichen, die in 5A zu sehen ist. Der Anschlagmechanismus weist eine Schraube 86 auf, welche einen vergrößerten Schraubenkopf 88 und ein Polyurethanrohr besitzt, welches als Anschlag 90 dient. Der Anschlag 90 ist an der Schraube 86 in einer Position gegenüber dem Schraubenkopf 88 vorgesehen. Die Schraube 86 erstreckt sich durch eine Bohrung 92 der Backe 20, wobei das Ende der Schraube 86 in eine Bohrung 94 der Backe 22 reicht. Die 2 zeigt eine Explosionsdarstellung dieser Teile.
  • Die Schnittdarstellung der Greiferanordnung gemäß 5A zeigt, dass die Bohrung 92 in der Backe 20 einen Bereich 92A mit vergrößertem Durchmesser aufweist, in dem der Schraubenkopf 88 der Schraube 86 und der gegenüberliegende Anschlag 90 aufgenommen sind. Der Schaft der Schraube 86 erstreckt sich durch einen Bereich 92B der Bohrung 92 mit kleinerem Durchmesser in der Backe 20, wobei das mit einem Gewinde versehene Ende der Schraube 86 in ein Innengewinde der Bohrung 94 der Backe 22 eingreift.
  • Wenn sich die Backen 20, 22 in der Annäherungsposition gemäß 5B befinden, befindet sich der Schraubenkopf 88 der Schraube 86 linksseitig zum Ende des Bereichs 92A der Bohrung 92. Wenn die Backen sich in Richtung der Naheposition bewegen, die in 5A dargestellt ist, bewegt sich der Schraubenkopf 88 der Schraube 86 in Richtung des rechtsseitigen Endes des Bereichs 92A der Bohrung 92. Sobald die Backen 20, 22 die Entferntlage erreichen, wirken die Anschläge 90, die zwischen dem Schraubenkopf 88 und der Wand, die das rechte Ende des Bereichs 92A der Bohrung 92 definieren, zusammen, wodurch eine weitere Bewegung des Schraubenkopfes 88 verhindert wird. Dies definiert die äußerste Entferntlage der Backen 20, 22.
  • Durch Verdrehen der Schraube 86 kann der maximale Weg der Schraube 86 in der Bohrung 92 festgelegt werden, so dass auf diese Weise die Entferntlage einstellbar ist, welche so gewählt wird, dass die Backen 20, 22 nicht in Kontakt mit der Innenwand des Innenraums 12 kommen können. Der Anschlag 90 federt den Schlag zwischen dem Schraubenkopf 22 und der Wand des Bereichs 92A ab, so dass die Backen 20, 22 nicht auf den Sockel schlagen, wenn diese die Entferntlage erreichen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die bevorzugte Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, mit einfach wirkenden Aktoren 44, 46 ausgerüstet ist, bei denen Druckluft nur einseitig auf den Kolben 56 drücken kann, um den Kolben 56 in eine Richtung zu bewegen. Dadurch werden die Backen 20, 22 in beiden Richtungen mit der gleichen Kraft beaufschlagt. Trotzdem ist daran gedacht, dass der Fachmann die einfach wirkenden Aktoren 44, 46 auch durch einen oder mehrere doppelt wirkende Aktoren ersetzen kann, so dass die Backen 20, 22 unterschiedliche Kräfte in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Greiferanordnung für geringe Kräfte und geringe Reibung, um empfindliche Werkstücke spannen zu können. Diese umfasst einen Sockel, eine Führung welche sich innerhalb des Sockels befindet, sowie eine erste und zweite Backe. Ein erstes und zweites Wälzlager sind mit den Backen verbunden, um die Backen entlang der Führungen zwischen einer angenäherten und einer entfernten Position zu verschieben. Ein erster und zweiter pneumatischer Aktor sind ebenfalls vorgesehen. Eine mechanische Verbindung ist derart vorgesehen, dass sie die Aktoren mit wenigstens einer der Backen verbindet. Ein Riemengetriebe verbindet dabei die erste und zweite Backe miteinander, um eine gleichzeitige, gegengerichtete Bewegung beider Backen zu erzielen, die sich von einer Entferntlage gemäß 5A und einer angenäherten Stellung gemäß 5B erstreckt. Ventilmittel sind vorgesehen, um den ersten und zweiten Aktor wechselweise zu betätigen. Dabei verursacht der erste Aktor eine gleichzeitige Bewegung der Backen in eine Richtung und der zweite Aktor eine gleichzeitige Bewegung der Backen in die entgegengesetzte Richtung.
  • Nachdem nur eine einzige bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Ausführung offenbart ist, ist selbstverständlich eine Vielfach von Veränderungen und Variationen möglich. Alle diese Veränderungen und Modifikationen fallen unter den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, die durch die Ansprüche definiert ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Sockel
    12
    Innenraum
    14
    Teil
    16
    oberer Abschnitt
    18
    Schiene
    20
    Backe
    22
    Backe
    24
    erste Rolle
    26
    zweite Rolle
    28
    Riemen
    30
    Teil
    32
    Schraube
    34
    Achse
    36
    Achse
    38
    Schiebeschlitten
    40
    Schiebeschlitten
    42
    Kanal
    44
    Aktor
    46
    Aktor
    48
    Pressluftquelle
    50
    Ventil
    52
    Greifersteuerung
    54
    Glaszylinder
    56
    Kolben
    58
    Kolbenstange
    60
    Verbinder
    62
    flexibler Drahtabschnitt
    64
    Verbinder
    66
    Kopplung
    68
    Körper
    70
    Arm
    72
    Arm
    74
    Arm
    76
    Klemmkörper
    78
    Klemmkörper
    80
    Klemmkörper
    82
    Öffnung
    84
    Teil
    86
    Schraube
    88
    Schraubenkopf
    90
    Anschlag
    92
    Bohrung
    92a
    Bereich
    92b
    Bereich
    94
    Bohrung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8905452 [0008]
    • US 6598918 [0009]

Claims (10)

  1. Greiferanordnung zum Klemmen eines empfindlichen Werkstücks, wobei die Greiferanordnung einen Sockel (10) aufweist, an dem mindestens eine Führung vorgesehen ist, um erste und zweite Backen (20, 22) bewegbar zwischen einer Annäherungsstellung und einer Entferntlage abzustützen, dadurch gekennzeichnet, dass den Backen (20, 22) erste und zweite Wälzlager zugeordnet sind, um die Backen (20, 22) reibungsarm an der Führung zu lagern und die Greiferanordnung erste und zweite pneumatische Aktoren (44, 46) mit geringer Reibung aufweist, und eine Kopplung (66) den ersten und zweiten Aktor (44, 46) mit der ersten und zweiten Backe (20, 22) verbindet, wobei ein Riemengetriebe die erste Backe (20) mit der zweiten Backe (22) zu einer gleichzeitigen, entgegengerichteten Bewegung koppelt und mindestens ein Ventil vorgesehen ist, welches den ersten Aktor (44) derart ansteuert, dass hierdurch eine gleichzeitige Bewegung der Backen (20, 22) in eine Richtung und die Aktivierung des zweiten Aktors (46) eine gleichzeitige Bewegung der Backen (20, 22) in die Gegenrichtung bewirkt.
  2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemengetriebe eine erste und zweite Rolle (24, 26) und einen Riemen (28) zwischen den Rollen (24, 26) aufweist.
  3. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Aktoren (44, 46) einen Zylinder mit innerer Glasfläche (54) und einen Kolben (56) aufweist, wobei Druckluft den Kolben (56) umströmt und als partielles Luftkissen dient.
  4. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Aktoren (44, 46) einen Kolben (56) mit biegsamer Kolbenstange (58) aufweist, um ein Biegegelenk für die zugeordnete mechanische Verbindung zu erzeugen.
  5. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlagmittel vorgesehen sind, die die Entferntlage der Backen (20, 22) definieren.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel eine Schraube (86) aufweisen, deren Schraubenkopf (88) verschiebbar in einer Bohrung (92) von einer der Backen (20, 22) aufgenommen ist, wobei ein Ende der Schraube (86) in der anderen Backe (22, 20) aufgenommen ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel einen Anschlag (90) aufweisen, der zwischen dem Schraubenkopf (88) und einem Ende der Bohrung (92) vorgesehen ist.
  8. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wälzlager vorgesehen ist, über das wenigstens eine der Backen (20, 22) bewegbar an der Führung abgestützt ist.
  9. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Rolle (24, 26) unabhängig voneinander drehbar im Sockel (10) gelagert sind.
  10. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Riemen (28) des Riemengetriebes im Wesentlichen parallel zur Ebene der Führung ausgerichtet ist.
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