-
Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung, mit drei an einer Basisstruktur angeordneten, gemeinsam einen Greifraum begrenzenden Greiffingern, von denen jeder an seiner dem Greifraum zugewandten Seite eine an ein festzuhaltendes Objekt anlegbare Greiffläche aufweist und die zum Festhalten und Loslassen eines zumindest partiell in dem Greifraum angeordneten Objektes relativ zueinander bewegbar sind, wobei ein erster der Greiffinger als ein durch eine Antriebseinrichtung unter Ausführung einer Arbeitsbewegung in einer durch eine Hochachse und eine zu der Hochachse rechtwinkelige Arbeitsachse aufgespannten Bewegungsebene beweglicher Greiffinger ausgebildet ist und wobei ein zweiter und ein dritter der Greiffinger mit Abstand zueinander auf einander entgegengesetzten Seiten der Bewegungsebene angeordnet sind und jeweils als ein unabhängig von der Arbeitsbewegung des beweglichen Greiffingers ortsfest an der Basisstruktur angeordneter ortsfester Greiffinger ausgebildet ist.
-
In der
US 6 273 483 B1 ist eine Greifvorrichtung der vorgenannten Art beschrieben, die über drei Greiffinger verfügt und bei ihrer Nutzung an einem Roboterarm fixiert ist. Die drei Greiffinger sind relativ zueinander beweglich, um beispielsweise ein Werkstück zu ergreifen. Jeder der drei Greiffinger ist relativ zu den anderen Greiffingern in drei zueinander rechtwinkeligen Richtungen bewegbar, zu welchem Zweck jedem Greiffinger eine eigene Antriebseinrichtung zugeordnet ist. Die Antriebseinrichtungen haben jeweils zwei an einer ringförmigen Basisstruktur verschwenkbar gelagerte Antriebszylinder, an deren Kolbenstange ein weiterer Antriebszylinder angebracht ist, dessen Kolbenstange den zugeordneten Greiffinger aufweist.
-
Die
US 2013 / 0 310 980 A1 beschreibt eine Greifvorrichtung mit zwei mittels eines elektrischen Aktuators relativ zueinander bewegbaren Gleitern, von denen der eine mit zwei Greifelementen und der andere mit nur einem Greifelement bestückt ist. Wenn die Gleiter zueinander gefahren werden, können die daran angebrachten Greifelemente ein Werkstück greifen. An allen Greifelementen sind flexible Kontaktabschnitte angeordnet, die das Werkstück beim Greifen direkt kontaktieren und die aus ihrem flexiblen Zustand in einen festen Zustand verbringbar sind.
-
Aus der
DE 42 22 149 A1 ist ein Parallelbackengreifer bekannt, der zwei an einem Antrieb angeordnete und durch den Antrieb gegenläufig bewegbare Backen aufweist. Von den beiden Backen ist der eine mit zwei Greifelementen und der andere mit nur einem Greifelement ausgestattet, sodass ein Werkstück an drei Punkten erfasst werden kann.
-
Eine aus der
EP 2 735 406 A1 bekannte Greifvorrichtung enthält drei Greiffinger, die verschwenkbar an einer Basisstruktur angeordnet sind und die zum Festhalten und Loslassen eines Objektes gleichzeitig zu jeweils einer Arbeitsbewegung antreibbar sind, bei der es sich um eine Schwenkbewegung bezüglich der Basisstruktur handelt. Jeder der drei beweglichen Greiffinger verfügt über eine aus einem biegeschlaffen Material bestehende Greiffläche, die an die Kontur des zu ergreifenden Objektes anpassbar ist. Die Bewegungsebenen der einzelnen Greiffinger können unterschiedliche Ausrichtungen zueinander aufweisen und beispielsweise in einer gleichmäßigen Winkelverteilung von 120° oder in einer zueinander parallelen Ausrichtung angeordnet sein. Die Greifvorrichtung ist als eine pneumatische Greifvorrichtung ausgebildet.
-
Aus der
DE 10 2007 016 436 A1 ist eine elektrisch betätigbare Greifvorrichtung bekannt, die über zwei in einer gemeinsamen Bewegungsebene linear bewegbare Greiffinger verfügt, die gemeinsam mittels eines Elektroantriebes zu je einer eigenen Arbeitsbewegung antreibbar sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau ein sicheres lösbares Ergreifen von Objekten ermöglicht.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass der bewegliche erste Greiffinger als einziger der drei Greiffinger ein durch eine Antriebseinrichtung angetriebener Greiffinger ist und lediglich eine der Arbeitsachse folgende, rein linear hin und her gehende Arbeitsbewegung bezüglich der Basisstruktur ausführen kann, wobei ausschließlich die Greiffläche des beweglichen ersten Greiffingers elastisch nachgiebig ausgebildet ist.
-
Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung hat insgesamt drei Greiffinger und kann als 3-Finger-Greifer bezeichnet werden. Von den drei Greiffingern ist nur ein einziger Greiffinger als angetriebener Greiffinger ausgebildet, der mittels einer bevorzugt als Bestandteil der Greifvorrichtung ausgebildeten Antriebseinrichtung zu einer Arbeitsbewegung bezüglich der Basisstruktur antreibbar ist. Die beiden anderen Greiffinger sind als bezüglich der Basisstruktur ortsfeste Greiffinger ausgeführt und liefern daher keinen aktiven Beitrag beim Greifen und Lösen eines Objektes. Ein zu ergreifendes Objekt wird zumindest partiell in einem von den drei Greiffingern begrenzten Greifraum platziert und durch den anschließend zu der Arbeitsbewegung angetriebenen beweglichen Greiffinger an die beiden ortsfesten Greiffinger angedrückt. Dadurch ist das Objekt zwischen den drei Greiffingern fest einspannbar. Jeder Greiffinger weist an seiner dem Greifraum zugewandten Seite eine an das festzuhaltende Objekt anlegbare Greiffläche auf. Diese Greiffläche kann dem Einsatzzweck entsprechend gestaltet sein. Die Greiffläche kann beispielsweise eben oder gewölbt oder prismatisch konturiert sein. Die von dem beweglichen Greiffinger beim Ergreifen oder Loslassen eines Objekts ausgeführte Arbeitsbewegung ist eine reine Linearbewegung, sodass Objekte ungeachtet unterschiedlicher Abmessungen stets mit gleichbleibender Präzision und Sicherheit ergriffen werden können. Die beim Greifvorgang konstante Relativposition zwischen den ortsfesten Greiffingern und der Basisstruktur hat den Vorteil, dass die Positionierung der Greifvorrichtung bezüglich des zu greifenden Objektes sehr exakt möglich ist. Die Greifvorrichtung kann zum Greifen beliebiger Objekte genutzt werden, ungeachtet ihrer Art, Beschaffenheit, Abmessungen und Formgebung. Insbesondere auch Objekte mit ausgeprägter Längserstreckung wie beispielsweise Reagenzgläser, Röhren oder Stangen, ob kurz oder lang, können sehr zuverlässig ergriffen werden. Weitere, nicht abschließend aufgezählte Beispiele für ergreifbare Objekte sind kugelförmige oder würfelförmige Gegenstände, Stahlteile und vor allem auch Früchte wie zum Beispiel Tomaten oder Orangen, und auch andere Lebensmittel und Nahrungsmittel. Wenn besonders empfindliche Objekte ergriffen werden sollen, ist es vorteilhaft, dass die Greiffläche des beweglichen Greiffingers elastisch nachgiebig ausgebildet ist. Die elastisch nachgiebige Greiffläche erlaubt ein selbsttätiges Anpassen an die Außenkontur eines festzuhaltenden Objektes. Die elastische Nachgiebigkeit trifft ausschließlich auf die Greiffläche des beweglichen Greiffingers zu, sodass durch die unnachgiebigen Greifflächen der ortsfesten Greiffinger eine stets reproduzierbare Positionierung des ergriffenen Objektes gewährleistet wird.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Zweckmäßigerweise sind die beiden ortsfesten Greiffinger mit gleichem Abstand zu der Bewegungsebene auf einander entgegengesetzten Seiten der Bewegungsebene angeordnet. Bevorzugt sind die drei Greiffinger so angeordnet, dass sie auf den Eckpunkten eines gleichschenkeligen Dreieckes liegen, wobei die Spitze des gleichschenkeligen Dreieckes dem beweglichen Greiffinger zugeordnet ist. Insbesondere dadurch ist es möglich, eine Greifvorrichtung mit rechtwinkelig zur Bewegungsebene sehr schmalen Abmessungen zu realisieren.
-
Die beiden ortsfesten Greiffinger sind bezogen auf die Achsrichtung der Arbeitsachse zweckmäßigerweise auf gleicher Höhe mit Abstand nebeneinander angeordnet. Der in Achsrichtung der Arbeitsachse gemessene Abstand zwischen dem beweglichen Greiffinger und jedem ortsfesten Greiffinger ist also bevorzugt der gleiche.
-
Die im Rahmen der Arbeitsbewegung von dem beweglichen Greiffinger bezüglich der Basisstruktur einnehmbaren Positionen seien als Arbeitspositionen bezeichnet. Zweckmäßigerweise sind die Greifflächen unabhängig von der im Rahmen der Arbeitsbewegung momentan eingenommenen Arbeitsposition des beweglichen Greiffingers stets in ein und derselben, zu der Bewegungsebene rechtwinkeligen und gleichzeitig zu der Arbeitsachse parallelen Greifebene angeordnet.
-
Die elastisch nachgiebige Greiffläche ist insbesondere von einer über eine entsprechende Nachgiebigkeit verfügenden Elastikstruktur gebildet, insbesondere von einer Kissenstruktur. Eine entsprechend ausgebildete Kissenstruktur kann über eine flexible Wandung verfügen und unter einem Innendruck stehen, der durch ein Druckluftpolster erzeugt ist. Die Elastikstruktur ist vorzugsweise kuppenartig ausgebildet, vergleichbar der leicht gewölbten Kuppe eines Fingers, beispielsweise des menschlichen Daumens.
-
Die ortsfesten Greiffinger können prinzipiell in unverstellbarer Weise an der Basisstruktur angebracht sein. Beispielsweise sind sie einstückig mit der Basisstruktur ausgebildet oder in einer unveränderlichen Position an der Basisstruktur festgeschraubt. Vorteilhaft ist es allerdings, wenn Verstellmittel vorhanden sind, die es ermöglichen, einen oder jeden der beiden ortsfesten Greiffinger bezüglich der Basisstruktur zu justieren, um unterschiedlichen Greifaufgaben Rechnung zu tragen. Mindestens einer und bevorzugt jeder der beiden ortsfesten Greiffinger ist in diesem Zusammenhang zweckmäßigerweise bezüglich der Basisstruktur verstellbar und in aus der jeweiligen Verstellung resultierenden unterschiedlichen Betriebspositionen bezüglich der Basisstruktur lösbar fixierbar. Die Verstellmittel können Klemmmittel aufweisen, um die jeweilige Betriebsposition zuverlässig zu fixieren.
-
Die Verstellmittel sind bevorzugt so ausgebildet, dass der Abstand und/oder die Winkellage des betreffenden ortsfesten Greiffingers bezüglich der Bewegungsebene variabel einstellbar ist. Insbesondere zum Ergreifen gekrümmter Objekte kann es vorteilhaft sein, wenn die Möglichkeit zur Veränderung der Winkellage der ortsfesten Greiffinger besteht. Eine Variation der Winkellage lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die ortsfesten Greiffinger bezüglich einer zur Hochachse parallelen Drehachse verdrehbar an der Basisstruktur angeordnet sind.
-
In vorteilhafter Weise können in mindestens einem Greiffinger Sensormittel integriert sein, die in der Lage sind, mindestens einen Betriebszustand der Greifvorrichtung zu detektieren. Beispielsweise können druckempfindliche Sensormittel vorhanden sein, mit denen sich detektieren lässt, ob und gegebenenfalls mit welcher Kraft ein Objekt ergriffen ist.
-
Vorzugsweise ist die Greifvorrichtung mit einer Antriebseinrichtung ausgestattet, durch die sich die Arbeitsbewegung des beweglichen Greiffingers erzeugen lässt. Diese Antriebseinrichtung ist zweckmäßigerweise an der Basisstruktur fixiert, insbesondere in lösbarer Weise. Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise von einer elektrisch betätigbaren Bauart und kann in diesem Fall über einen Elektromotor verfügen. Vorteilhaft ist aber auch eine Ausgestaltung als eine mit Fluidkraft betätigbare Antriebseinrichtung, insbesondere als eine pneumatische Antriebseinrichtung.
-
Bevorzugt ist die Greifvorrichtung, insbesondere an der Basisstruktur, mit mindestens einer Befestigungsschnittstelle ausgestattet, die eine Fixierung an einem Handhabungsgerät ermöglicht, beispielsweise an einem Industrieroboter.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil I aus 2,
- 2 einen Längsschnitt der Greifvorrichtung aus 1 gemäß Schnittlinie II-II,
- 3 einen dem in 2 umrahmten Bereich III entsprechenden Ausschnitt der Greifvorrichtung, aus dem ersichtlich ist, dass der bewegliche Greiffinger mit einer nachgiebigen Greiffläche ausgestattet ist, wobei ein nicht ergriffener Zustand eines Objekts gezeigt ist, und
- 4 die Anordnung aus 3 im ergriffenen Zustand eines Objekts mit daraus resultierender gestalterischer Anpassung der nachgiebigen Greiffläche.
-
Die insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Greifvorrichtung eignet sich zum Ergreifen und Festhalten von Objekten 2, beispielsweise Werkstücke, von denen eines exemplarisch in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist. Nicht ausschließlich, aber besonders gut eignet sich die Greifvorrichtung 1 zum Ergreifen länglicher Objekte wie beispielsweise Stäbe, Stangen oder Rohre. Das Einsatzgebiet ist vielfältig, beispielsweise kann die Greifvorrichtung 1 in der Fertigungs- und Montagetechnik, in der Verpackungstechnik oder in der Medizintechnik eingesetzt werden.
-
Die Greifvorrichtung 1 hat eine bevorzugt starr ausgebildete Basisstruktur 3, die beispielsweise plattenförmig ausgebildet ist. Die Basisstruktur 3 kann auch als Gehäuse ausgeführt sein. Die Basisstruktur 3 dient als Träger für drei Greiffinger 4, die beispielhaft an einer Tragfläche 5 der Basisstruktur 3 angeordnet sind und selbige überragen. Bei einer plattenförmigen Basisstruktur 3 ist die Tragfläche 5 insbesondere von einer der beiden großflächigen Plattenflächen gebildet.
-
Die drei Greiffinger 4 sind mit gegenseitigem Abstand rings um einen Bereich herum angeordnet, der im Folgenden als Greifraum 6 bezeichnet sei. Ein zu ergreifendes Objekt 2 ist unter Einnahme einer Greifposition so an der Greifvorrichtung 1 angeordnet, dass es zumindest teilweise in dem Greifraum 6 angeordnet ist. Ein zu ergreifendes längliches Objekt kann so in den Greifraum 6 eingesetzt sein, dass es mit zwei einander entgegengesetzten Endabschnitten aus dem Greifraum 6 herausragt, wie dies beim Ausführungsbeispiel illustriert ist.
-
Die Tragfläche 5 bildet zweckmäßigerweise zugleich eine Anlagefläche für das die Greifposition einnehmende Objekt.
-
Nur einer der drei Greiffinger 4 ist als ein beweglicher Greiffinger 7 ausgebildet, der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Greifvorrichtung 1 zum Festhalten und Lösen eines Objektes 2 relativ zu der Basisstruktur 3 bewegbar ist. Die dabei von dem beweglichen Greiffinger 7 ausführbare Bewegung sei als Arbeitsbewegung 8 bezeichnet, die in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil illustriert ist. Bei der Arbeitsbewegung 8 handelt es sich um eine reine Linearbewegung, die entlang einer linearen Achse stattfindet, die im Folgenden als Arbeitsachse 12 bezeichnet sei und in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist. Bevorzugt verläuft die Arbeitsachse 12 parallel zu der Tragfläche 5.
-
Bevorzugt handelt es sich bei der Arbeitsbewegung 8 um die einzig mögliche Bewegung des beweglichen Greiffingers 7, um ein in der Greifposition befindliches Objekt 2 zu ergreifen und festzuhalten oder loszulassen.
-
Die beiden anderen Greiffinger 4 sind als ortsfeste Greiffinger 13, 14 ausgebildet, die zumindest beim Vorgang des Ergreifens und Loslassens eines Objektes 2 bezüglich der Basisstruktur 3 ortsfest fixiert sind. Beim Ergreifen oder Loslassen eines Objektes 2 wird der Greifraum 6 entweder verengt oder verbreitert. An dieser Verengung oder Verbreiterung des Greifraumes 6 nehmen die ortsfesten Greiffinger 13, 14 nicht teil, sie wird ausschließlich durch die Arbeitsbewegung 8 des beweglichen Greiffingers 7 hervorgerufen.
-
Die Arbeitsbewegung 8 des beweglichen Greiffingers 7 erfolgt in einer imaginären Bewegungsebene 15, die durch die Arbeitsachse 12 und eine zu der Arbeitsachse 12 rechtwinkelige Hochachse 16 aufgespannt ist. Die Bewegungsebene 15 erstreckt sich in der 1 in einer zur Zeichenebene rechtwinkeligen Ebene.
-
Die beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 sind in der Achsrichtung der Arbeitsachse 12 mit Abstand zu dem beweglichen Greiffinger 7 angeordnet, sind allerdings bezüglich der Bewegungsebene 15 seitlich versetzt. Sie liegen auf einander entgegengesetzten Seiten der Bewegungsebene 15. Bevorzugt ist der Abstand der beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 zur Bewegungsebene 15 gleichgroß. Es ist ferner zweckmäßig und beim Ausführungsbeispiel realisiert, wenn die beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 in der Achsrichtung der Arbeitsachse 12 mit Bezug zueinander auf gleicher Höhe angeordnet sind. Dies bedeutet, dass sie in zur Bewegungsebene 15 rechtwinkeliger Richtung mit Abstand nebeneinander angeordnet sind.
-
Jeder Greiffinger 4 hat eine zum Festhalten eines Objektes 2 an dem besagten Objekt 2 zur Anlage bringbare Greiffläche 17. Die Greifflächen 17 sind mithin dem Greifraum 6 zugewandt. Die Greifflächen 17 der beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 sind unnachgiebig ausgebildet.
-
Die Formgebung der Greifflächen 17 ist prinzipiell beliebig und orientiert sich insbesondere an der Greifaufgabe beziehungsweise an der Formgebung des zu ergreifenden Objektes 2. Exemplarisch sind die Greifflächen 17 der beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 als ebene Flächen ausgebildet, die jeweils in einer zu der Hochachse 16 parallelen Ebene ausgerichtet sind. Bevorzugt erstreckt sich jede Greiffläche 17 in einer zu der Arbeitsachse 12 rechtwinkeligen Ebene.
-
Die Greiffläche 17 kann beispielsweise glattflächig oder aufgeraut sein. Die Greiffläche 17 kann auch beschichtet sein, um eine Beschädigung des zu greifenden Objektes zu vermeiden und/oder um ein besonders sicheres Festhalten zu gewährleisten.
-
Ein ergriffenes Objekt 2 ist von einander entgegengesetzten Seiten her durch die Greifflächen 17 beaufschlagt. Dabei wirken die Greifflächen 17 der beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 von einer ersten Seite her, während die Greiffläche 17 des beweglichen Greiffingers 7 von einer diesbezüglich entgegengesetzten Seite her auf das Objekt 2 einwirkt. Dadurch ergibt sich quasi eine stabile 3-Punkt-Fixierung des Objektes 2.
-
Die rein lineare Arbeitsbewegung 8 ermöglicht es, die Greiffinger 4 gemäß dem illustrierten Ausführungsbeispiel so anzuordnen, dass alle Greifflächen 17 unabhängig von der im Rahmen der Arbeitsbewegung 8 einnehmbaren Arbeitsposition des beweglichen Greiffingers 7 stets in ein und derselben Greifebene 19 angeordnet sind, die rechtwinkelig zur Bewegungsebene 15 ausgerichtet ist und gleichzeitig parallel zu der Arbeitsachse 12 verläuft.
-
Die drei Greiffinger 4 sind insbesondere so positioniert, dass ihre Greifflächen 17 in den Eckpunkten eines gepunktet angedeuteten imaginären Dreiecks 18 liegen. Bei diesem Dreieck 18 handelt es sich vorzugsweise um ein gleichschenkeliges Dreieck, wobei sich die beiden gleichlangen Dreiecksschenkel 18a, 18b jeweils zwischen der Greiffläche 17 eines der ortsfesten Greiffinger 13, 14 und der Greiffläche 17 des beweglichen Greiffingers 7 erstrecken.
-
Bezogen auf ein imaginäres Zentrum des Greifraumes 6 sind die Greifflächen 17 vorzugsweise nicht auf einer Kreislinie verteilt angeordnet, sondern abweichend hiervon, beispielsweise exzentrisch oder auf einer elliptischen Linie liegend.
-
Vorzugsweise liegen die Greifflächen 17 der beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 in der Achsrichtung der Arbeitsachse 12 auf gleicher Höhe. Insbesondere liegen diese beiden Greifflächen 17 in einer gemeinsamen, zu der Bewegungsebene 15 rechtwinkeligen Ebene.
-
Zweckmäßigerweise ist die Greifvorrichtung 1 mit Linearführungsmitteln 22 ausgestattet, die die Bewegungsbahn für die lineare Arbeitsbewegung 8 des beweglichen Greiffingers 7 vorgeben. Exemplarisch enthalten die Linearführungsmittel 22 eine von der Seite der Tragfläche 5 her in die Basisstruktur 3 eingelassene Führungsnut 23, in die der bewegliche Greiffinger 7 mit einem Fußabschnitt 24 linear verschiebbar und zugleich in Querrichtung abgestützt eintaucht. Die Längsachse der Führungsnut 23 verläuft parallel zu der Arbeitsachse 12.
-
Die Greifvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise mit Verstellmitteln 25 ausgestattet, durch die mindestens einer der beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 und zweckmäßigerweise jeder der beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 bezüglich der Basisstruktur 3 verstellbar ist und in aus der jeweiligen Verstellung resultierenden unterschiedlichen Betriebspositionen bezüglich der Basisstruktur 3 lösbar unbeweglich fixierbar ist.
-
Die Verstellmittel 25 sind insbesondere so ausgelegt, dass sie eine variable Einstellung des bezüglich der Bewegungsebene 15 eingenommenen Abstandes und/oder der bezüglich der Bewegungsebene 15 eingenommenen Winkellage des verstellbaren ortsfesten Greiffingers 13, 14 ermöglichen.
-
Die Verstellmittel 25 des illustrierten Ausführungsbeispiels ermöglichen sowohl eine Abstandsvariierung als auch eine Winkelvariierung. Eine hierzu geeignete bevorzugte Ausführungsform der Verstellmittel 25 ist aus 1 und 2 ersichtlich. Demnach enthalten die Verstellmittel 25 eine in die Basisstruktur 3 integrierte, beispielsweise von einer Schwalbenschwanznut oder von einer anderen, einen hinterschnittenen Querschnitt aufweisenden Nut gebildete Linearführungseinrichtung 26, die sich rechtwinkelig zur Bewegungsebene 15 erstreckt. Beide ortsfesten Greiffinger 13, 14 sind an der Linearführungseinrichtung 26 in deren Längsrichtung verstellbar angeordnet, wobei zu den Verstellmitteln 25 gehörende Blockiermittel 27 die Möglichkeit bieten, jeden ortsfesten Greiffinger 13, 14 in jeder entlang der Linearführungseinrichtung 26 eingenommenen Relativposition an der Basisstruktur 3 unbeweglich zu blockieren.
-
Die Blockiermittel 27 enthalten beim Ausführungsbeispiel jeweils eine Klemmschraube 28, die mit einem Nutenstein 29 zusammenwirkt, der in der Linearführungseinrichtung 26 angeordnet ist.
-
Im gelösten Zustand der Klemmschraube 28 können die beiden ortsfesten Greiffinger 13, 14 unabhängig voneinander gemäß Doppelpfeil 32 in zu der Bewegungsebene 15 rechtwinkeliger Richtung verstellt werden. Die eingestellte Position lässt sich durch Festziehen der zugeordneten Klemmschraube 28 lösbar blockieren.
-
Bei gelöster Klemmschraube 28 besteht zudem die vorteilhafte Möglichkeit, den zugeordneten ortsfesten Greiffinger 13, 14 gemäß Doppelpfeil 32 um eine zu der Hochachse 16 parallele Drehachse 32 relativ zur Basisstruktur 3 zu verdrehen und dadurch eine Winkeleinstellung vorzunehmen. Die eingestellte Winkellage kann wiederum durch Festziehen der Klemmschraube 28 lösbar blockiert werden.
-
Das bezüglich der Basisstruktur 3 ortsfeste Blockieren der ortsfesten Greiffinger 13, 14 basiert exemplarisch darauf, dass der betreffende ortsfeste Greiffinger 13, 14 mittels der zugeordneten Blockiermittel 27 mit der Tragfläche 5 der Basisstruktur 3 lösbar verspannt wird.
-
Zweckmäßigerweise ist an der Basisstruktur 3 mindestens eine Befestigungsschnittstelle 33 vorgesehen, die die Möglichkeit bietet, die Greifvorrichtung 1 an einem nicht weiter abgebildeten Handhabungsgerät zu fixieren. Auf diese Weise kann die Greifvorrichtung 1 bei ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch räumlich verlagert werden, um ein Objekt 2 an einer ersten Position aufzunehmen und an einer davon abweichenden zweiten Position wieder abzulegen.
-
Bei einem üblichen Anwendungsfall wird die Greifvorrichtung 1 so ausgerichtet sein, dass die Tragfläche 5 mit den daran angeordneten Greiffingern 4 nach unten weist, also eine bezüglich der 1 und 2 um 180° verdrehte Ausrichtung hat. Allerdings ist die die Greifvorrichtung 1 mit beliebiger räumlicher Ausrichtung betreibbar.
-
Bevorzugt sind in mindestens einen der Greiffinger 4 Sensormittel 34 integriert, die die Erfassung mindestens eines Betriebszustandes der Greifvorrichtung ermöglichen. Derartige Sensormittel 34 können in nur einen oder in zwei oder in alle drei Greiffinger 7 integriert sein. Gezeigt ist eine Ausführungsform mit lediglich in den beweglichen Greiffinger 7 integrierten Sensormitteln 34.
-
Die Sensormittel 34 haben vorzugsweise eine Schnittstelle zum Anschließen an eine nur schematisch angedeutete externe elektronische Steuereinrichtung 31. Die elektronische Steuereinrichtung 31 ist insbesondere ausgebildet, um die Bewegung und Position des beweglichen Greiffingers 7 in Abhängigkeit von den Signalen der Sensormittel 34 zu steuern. Die elektronische Steuereinrichtung 31 ist bevorzugt ein Bestandteil der Greifvorrichtung 1.
-
Mit Hilfe der Sensormittel 34 kann beispielsweise detektiert werden, ob ein Objekt 2 ergriffen oder gelöst ist. Beispielsweise können die Sensormittel 34 als Kraftsensormittel ausgeführt sein, mit denen sich die aktuelle Spannkraft ermitteln lässt, mit der das Objekt 2 zwischen den vorhandenen Greiffingern 4 eingespannt ist.
-
In den 3 und 4 ist dargestellt, dass die am beweglichen Greiffinger 7 angeordnete Greiffläche 17 elastisch nachgiebig ausgebildet ist und dadurch eine dynamische Anpassung der Greifflächenkontur an die Außenkontur des zu ergreifenden Objektes 2 ermöglicht. Dadurch kann das Objekt 2 zum einen sehr sicher und zum anderen auch sehr schonend ergriffen und festgehalten werden.
-
Vorzugsweise ist die elastisch nachgiebige Greiffläche 17 von einer Elastikstruktur 35 gebildet, bei der es sich beispielsweise um einen aus einem Elastomermaterial bestehenden Körper handelt. Bevorzugt ist die Elastikstruktur 35 entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel als eine Kissenstruktur 35a realisiert, die über eine die Greiffläche 17 definierende flexible Wandung 36 verfügt, die einen Innenraum 37 begrenzt, der mit einem Druckluftpolster gefüllt ist, sodass die flexible Wandung 36 in nachgiebiger Weise durch einen Innendruck beaufschlagt ist. Ein Vergleich zwischen den 3 und 4 zeigt, dass sich die flexible Wandung 36 im an einem Objekt 2 anliegenden Zustand entsprechend der äußeren Formgebung des Objektes 2 verformen und dadurch großflächig an das zu ergreifende Objekt 2 anlegen kann.
-
Die Arbeitsbewegung 8 des beweglichen Greiffingers 7 ist durch eine zweckmäßigerweise als unmittelbarer Bestandteil der Greifvorrichtung 1 ausgeführte Antriebseinrichtung 38 erzeugbar. Die Antriebseinrichtung 38 ist zweckmäßigerweise an der Basisstruktur 3 fixiert, wobei sie exemplarisch an der der Tragfläche 5 entgegengesetzten Seite der Basisstruktur 3 montiert ist. Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel definiert die Antriebseinrichtung 38 unmittelbar selbst die Basisstruktur 3.
-
Die Antriebseinrichtung 38 hat ein zu einer Abtriebsbewegung 41 antreibbares Abtriebsglied 42, das antriebsmäßig mit dem beweglichen Greiffinger 7 gekoppelt ist. Beispielsweise hat der bewegliche Greiffinger 7 dazu einen mit dem Abtriebsglied 42 in Wirkverbindung stehenden Antriebsabschnitt 39. Exemplarisch durchgreift ein solcher Antriebsabschnitt 39 einen die Basisstruktur 3 durchsetzenden Längsschlitz 40, der sich parallel zu den Linearführungsmitteln 22 erstreckt.
-
Bevorzugt ist das Abtriebsglied 41 von einer Gewindespindel gebildet, die zu einer rotativen Abtriebsbewegung 41 antreibbar ist und mit dem beweglichen Greiffinger 7, insbesondere an dem Antriebsabschnitt 39, in Gewindeeingriff steht. Der bewegliche Greiffinger hat zu diesem Zweck ein auf dem Abtriebsglied 42 sitzendes Innengewinde 43. Eine derart konzipierte Antriebseinrichtung 38 ist insbesondere von einer elektrisch betätigbaren Bauart und ist vorzugsweise mit einem Elektromotor ausgestattet.
-
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinrichtung 38 von mit Fluidkraft betätigbarer Bauart und insbesondere als eine pneumatische Antriebseinrichtung 38 konzipiert, wobei sie insbesondere von einem mit Druckluft betätigbaren Arbeitszylinder gebildet ist.
-
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Greifvorrichtung 1 über drei Greiffinger 4 verfügt, die an einer Basisstruktur 3 angeordnet sind. Unter den drei Greiffingern 4 befinden sich zwei bezüglich der Basisstruktur 3 ortfeste Greiffinger 13, 14 und ein bezüglich der Basisstruktur 3 rein linear beweglicher Greiffinger 7, der eine elastisch nachgiebig ausgebildete Greiffläche 17 aufweist. Die drei Greiffinger 4 begrenzen gemeinsam einen Greifraum 6, in dem zumindest partiell ein festzuhaltendes Objekt 2 angeordnet werden kann, das durch eine lineare Arbeitsbewegung 8 des beweglichen Greiffingers 7 von den drei Greiffingern 4 gemeinsam ergriffen und festgehalten werden kann.
