DE2717563A1

DE2717563A1 - Gripper jaws for different workpiece shapes - has hydraulic cylinder to control swivelable clamping jaws with laminated faces adaptable to work form (SW 13.11.78)

Info

Publication number: DE2717563A1
Application number: DE19772717563
Authority: DE
Inventors: Adolf Hoerl; Siegfried Winkelmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1979-03-15
Also published as: SE7804250L

Abstract

The gripper jaws (15, 25) have their main body (24) covered with U-, L-, or T-shaped lamella (26) supported on a stop (27) and held by an end clamp (22) with the aid of bolts (23). The lever arms which move about a swivel point each consist of three locationally adjustable coupled parts, namely a triangular linkage plate, a lever (13) and the gripper jaws (15, 25). The gripper operating unit e.g. a piston moves within a cylindrical guide over a threaded sleeve (29).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Greifer mit ein- The invention relates to a gripper with a

stellbaren Backen, wie er beispielsweise bei Handhabungsgeräten Verwendung findet.adjustable jaws, as used, for example, in handling devices finds.

Es sind Greifer für Handhabungsgeräte bekannt, die mit in ihrer Form fest vorgegebenen Backen ausgerüstet sind (siehe die Veröffentlichung "Greifersysteme" von H. von Muldau - Vortrag Nr. 36 des Erfahrungsaustausches Industrieroboter 1975 der IPA Stuttgart). Soll auf ein Werkstück anderer Form oder anderen Durchmessers umgerüstet werden, müssen die Greiferbacken der bekannten Greifer ausgetauscht werden. Das Austauschen der Backen setzt voraus, daß für jedes Werkstück bzw. für verschiedene Durchmesser-Stufungen jeweils ein Backenpaar bereitgestellt werden muß. Dies ist aufwendig und bedeutet gleichzeitig eine unbedingt notwendige Lagerhaltung. There are known grippers for handling devices with in their shape are equipped with fixed jaws (see the publication "Gripper Systems" von H. von Muldau - Lecture No. 36 of the exchange of experience industrial robots 1975 the IPA Stuttgart). Should be used on a workpiece of a different shape or diameter be converted, the gripper jaws of the known gripper must be replaced. The replacement of the jaws assumes that for each workpiece or for different A pair of jaws must be provided in each case. This is expensive and at the same time means an absolutely necessary storage.

Des weiteren sind Greifer mit formfesten Backen bekannt, bei welchen bei Werkstückwechsel die Backen in ihrer Angriffsposition zum Werkstück verstellbar sind, um einen möglichst günstigen Angriffswinkel zu erhalten. Dadurch, daß jedoch das Angriffsprofil des Backens unverändert bleibt, so wird, außer im Falle eines einzigen Durchmessers, für welchen das Backenprofil ausgelegt wurde, bei Werkstücken mit größeren oder kleineren Durchmessern kein vorteilhafter Flächenkontakt, sondern nur ein linearer Kontakt zwischen Werkstück und Backe vorhanden sein. Furthermore, grippers with dimensionally stable jaws are known in which When changing the workpiece, the jaws can be adjusted in their position in relation to the workpiece in order to obtain the most favorable angle of attack possible. By that, however the attack profile of the jaw remains unchanged, so will, except in the case of one single diameter for which the jaw profile was designed, for workpieces with larger or smaller diameters no advantageous surface contact, but there must only be linear contact between the workpiece and the jaw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifer für ein Handhabungsgerät zu schaffen, welcher bei Werkstückwechsel in einfacher Weise der Werkstückform angepaßt werden kann. Außerdem soll der Greifer derart verstellbar sein, daß ein Verstellen des Armes oder der Steuerung des Handhabungsgerätes nicht benötigt wird, um immer auf denselben vorrichtungsgebundenen Werkstücksmittelpunkt zu spannen. Dabei soll der Aufbau und die Funktion des Greifers möglichst einfach und kostensparend sein und eine schnell und leicht vorzunehmende Umstellung ermöglichen, um eine möglichst kleine Rüstzeit zu erhalten. The invention is based on the object of a gripper for a handling device to create, which is adapted to the workpiece shape in a simple manner when the workpiece is changed can be. In addition, the gripper should be adjustable in such a way that an adjustment of the arm or the control of the handling device is not required to always to clamp on the same fixture-bound workpiece center. It should the structure and function of the gripper should be as simple and cost-saving as possible and enable a quick and easy conversion to a possible to get short set-up times.

Der Greifer nach der Erfindung besteht im Prinzip aus einem am Arm eines Handhabungsgerätes befestigbaren, hydraulischen Zylinder, dessen Kolben Hebel, sog. Koppeln, axial verschiebt, welche ihrerseits einen aus drei zueinander winkelverstellbaren Teilarmen (Dreieckslenker, Hebel, Greiferbacke) zusammengesetzten Hebelarm, welcher um ein am Zylinder befindliches Gelenk schwenkbar ist, damit die Greiferbacken zangenartig öffnend bzw. schließend. Durch die Winkelverstellbarkeit der drei Teilarme zueinander ist der Wirkungsbereich des Greifers sehr weit, ein großes Durchmessersortiment umfassend. The gripper according to the invention consists in principle of one on the arm of a handling device attachable, hydraulic cylinder, the piston of which is lever, so-called. Coupling, axially displaced, which in turn is one of three mutually adjustable angles Partial arms (wishbones, levers, gripper jaws) composite lever arm, which can be pivoted about a joint located on the cylinder so that the gripper jaws are tong-like opening or closing. Due to the angular adjustability of the three sub-arms to each other the range of action of the gripper is very wide, a large range of diameters full.

Eine besondere, erfindungsgemäße Ausbildung besitzen die Greiferbacken, welche aus einem Körper bestehen, auf welchem diesen teilweise umgreifende, z. B. U-förmige, Lamellen klemmbar angeordnet sind. Je nach Werkstückdurchmesser und je nach von dieser abhängigen Position des Greiferbackens in bezug auf den Werkstück- bzw. Vorrichtungsmittelpunkt können die Lamellen in ihrer Position zueinander verschoben werden, es können sogar zwei verschiedene Durchmesser auf einer Backe eingerichtet werden. Dadurch ergibt sich der große Vorteil, daß der Arm des Handhabungsgerätes nicht nach der durchmesserabhängigen Position des Vorrichtungsmittelpunktes axial nachgestellt werden muß.The gripper jaws have a special design according to the invention, which consist of a body on which this partially encompassing, z. B. U-shaped, slats are clamped. Depending on the workpiece diameter and ever according to this dependent position of the gripper jaw in relation to the workpiece or the center of the device, the position of the slats can be shifted to one another It is even possible to set up two different diameters on one jaw will. This has the great advantage that the arm of the handling device not axially according to the diameter-dependent position of the device center point must be readjusted.

Ein Ausführungsbeispiel eines Greifers nach der Erfindung wird in der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung dargestellt. An embodiment of a gripper according to the invention is shown in the drawing and the description below.

Es zeigen: I-I Fig. 1 einen Schnittjuurch einen Greifer nach Fig. 3, Fig. 2 einen Schnitt II - II durch den Greifer nach Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt III - III durch den Greifer nach Fig. 1. They show: I-I Fig. 1 a section through a gripper according to Fig. 3, FIG. 2 a section II - II through the gripper according to FIG. 1 and FIG. 3 a section III - III by the gripper according to FIG. 1.

In Fig. 1 wird mit 1 die Bewegungsrichtung X des Armes eines Handhabungsgerätes bezeichnet. In einem am Arm dieses Gerätes befestigten hydraulischen Zylinders 2 ist ein Kolben 3 mit Hilfe einer Gewindebuchse einstellbar hubbegrenzt vorgesehen. Am Kolben 3 sind achssymmetrisch zwei Drehgelenke 4 angebracht, um deren Achsen 5 jeweils eine Koppel 8 gelagert ist. Am anderen Ende greift die Koppel 8 in der Zeichnungsebene drehbar an einem Dreiecklenker 10 an, welcher seinerseits in der gleichen Ebene schwenkbar an einem Drehpunkt 9 einer auf dem Zylinder 2 befestigten Lagerbuchse 30 gelagert ist. Diese Lagerung ist in Fig. 3 ausführlich dargestellt. In Fig. 1, 1 is the direction of movement X of the arm of a handling device designated. In a hydraulic cylinder 2 attached to the arm of this device is a piston 3 stroke-limited adjustable with the help of a threaded bushing intended. On the piston 3, two swivel joints 4 are attached axially symmetrically to their Axes 5 each have a coupling 8 is mounted. The belt 8 engages at the other end rotatable in the plane of the drawing on a wishbone 10, which in turn pivotable in the same plane at a fulcrum 9 of a mounted on the cylinder 2 Bearing bush 30 is mounted. This storage is shown in detail in FIG.

An der dritten Ecke des Dreiecklenkers 10 befindet sich ein verstellbarer Drehpunkt 12, welcher identisch ist mit dem verstellbaren Drehpunkt 14 einer Greiferbacke 5. Ein Hebel 13 stellt die Verbindung zwischen den beiden Drehpunkten 12 und 14 dar, welche in der Fig. 2 im Schnitt dargestellt sind.At the third corner of the wishbone 10 there is an adjustable one Pivot point 12, which is identical to the adjustable pivot point 14 of a gripper jaw 5. A lever 13 establishes the connection between the two pivot points 12 and 14 , which are shown in Fig. 2 in section.

Der Drehpunkt 12 besteht aus einer in den Dreiecklenker eingelassenen stirnverzahnten Scheibe 31 und einer in den Hebel 13 vorgesehenen verzahnten Scheibe 32, welche mit ihrer Stirnverzahnung 34 ineinandergreifen, wobei sie von einer Schraube 33 aufeinandergepreßt werden.The pivot point 12 consists of an embedded in the wishbone face-toothed disk 31 and a toothed disk provided in the lever 13 32, which mesh with their spur teeth 34, whereby they are supported by a screw 33 are pressed together.

Die Greiferbacke ist in Angriffsposition zu einem Werkstück des Durchmessers 17 mit dem Mittelpunkt 16 dargestellt, welcher gleichzeitig der Mittelpunkt aller vorrichtungsabhängig zu handhabenden Werkstücke, so auch eines Werkstückes mit dem Durchmesser 18, ist.The gripper jaw is in the attack position on a workpiece of the diameter 17 shown with the center 16, which is also the center of all Workpieces to be handled depending on the device, including a workpiece with the Diameter 18, is.

Eine zweite Greiferbacke 25, welche auf den Durchmesser 18 eingestellt ist, ist in geöffneter Position 21 dargestellt, während sie geschlossen in der Position 20 verharrt. Die Greiferbacken 15 und 25 bestehen aus einem Körper 24, auf welchem U-förmige Lamellen 26 an einem Anschlag 27 abgestützt aufgereiht sind und über ein Klemmstück 22 mit Hilfe von Schrauben 23 verspannt werden. In der geschlossenen Position 20 des Greiferbackens 25 ist der Backen mit gleichzeitig zwei Durchmessern eingestellt dargestellt, und zwar enthält er den Durchmesser 18 und den kleineren 19.A second gripper jaw 25, which is set to the diameter 18 is shown in the open position 21 while closed in the position 20 persists. the Gripper jaws 15 and 25 consist of one body 24, on which U-shaped slats 26 are lined up supported on a stop 27 and are clamped by means of screws 23 via a clamping piece 22. In the closed position 20 of the gripper jaw 25 is the jaw at the same time two diameters set, namely it contains the diameter 18 and the smaller 19.

Der obenbeschriebene Greifer funktioniert folgendermaßen: Wird der Kolben 3 nach rechts geschoben, so schiebt er über die Koppeln 8 den Dreieckslenker 10 um den Drehpunkt 9. The gripper described above works as follows: If the Piston 3 pushed to the right, it pushes the wishbone over the coupling 8 10 around pivot point 9.

Dabei wird die Greiferbacke, z. B. 25, da sie über die festgeklemmten Drehpunkte 12, 14 starr mit dem Hebel 13 und dem Dreieckslenker 10 verbunden ist, einen einzigen, um den Drehpunkt 9 schwenkbaren Hebelarm bilden, dabei aus der Position 21 in Position 20 geschoben werden, das Werkstück mit dem Durchmesser 18 greifend. Um mit der Greiferbacke 25 ein Werkstück des kleineren Durchmessers 19 greifen zu können, kann der Hebelarm, bestehend aus Dreieckslenker-, Hebel- und Greiferbacke, in seiner Form verändert werden. Dies geschieht durch Lösen der Schrauben 33 der beiden Drehpunkte 12, 14, bis die Stirnverzahnung 34 der beiden verzahnten Scheiben 31, 32 übereinander verschiebbar sind. Ist die gewünschte Winkellage des Hebels 13 und der Backe 15, 25 erreicht, so werden die Schrauben 33 wieder festgezogen und die drei Teile bilden wieder einen einzigen starren Hebelarm.The gripper jaw, for. B. 25, as they are clamped over the Pivot points 12, 14 are rigidly connected to the lever 13 and the wishbone 10, form a single lever arm pivotable about the pivot point 9, out of position 21 can be pushed into position 20, gripping the workpiece with the diameter 18. In order to grip a workpiece of the smaller diameter 19 with the gripper jaw 25 can, the lever arm, consisting of the wishbone, lever and gripper jaw, can be changed in shape. This is done by loosening the screws 33 of the two pivot points 12, 14 until the spur teeth 34 of the two toothed disks 31, 32 are displaceable one above the other. Is the desired angular position of the lever 13 and the jaw 15, 25 reached, the screws 33 are tightened again and the three parts again form a single rigid lever arm.

Sollen z. B. die Durchmesser 17 und 18 von dem gleichen Greifer gefaßt werden, wobei vorrichtungsbedingt der gleiche Mittelpunkt 16 beibehalten werden muß, braucht der Arm des Handhabungsgerätes nicht noch zusätzlich in der Richtung X verstellt zu werden. Durch Lösen der Schrauben 23 werden die Klemmstücke gelockert, damit die Lamellen verschiebbar freigebend. Diese werden nun auf den neuen Durchmesser eingestellt, wobei das angreifende, dem Werkstückdurchmesser entsprechende Kreisbogenprofil nach Bedarf auf der Längsseite des Backens verschoben werden kann, bis er mit dem gewünschten Mittelpunkt 16 übereinstimmt.Should z. B. the diameter 17 and 18 taken by the same gripper the same center point 16 are retained due to the device must, the arm of the handling device does not need additional in the direction X to be adjusted. The clamping pieces are loosened by loosening the screws 23, thus releasing the slats in a slidable manner. These are now set to the new diameter set, whereby the attacking, the workpiece diameter corresponding circular arc profile can be moved along the long side of the jaw as required until it is in contact with the desired center point 16 matches.

Soll mit dem Greifer ein dünnwandiges, elastisches Werkstück gefaßt werden, so muß der Greiferweg nach innen hin genau begrenzt werden können, um das Werkstück nicht zu beschädigen. Um dies zu erreichen, wird die Gewindebuchse 29 derart verschraubt, daß der Greifer noch den nötigen Druck zum Spannen besitzt, ohne jedoch das Werkstück zu beschädigen.The aim is to grasp a thin-walled, elastic workpiece with the gripper , the gripper path must be able to be precisely limited towards the inside in order to achieve the Not to damage the workpiece. To achieve this, the threaded bushing 29 screwed in such a way that the gripper still has the necessary pressure for clamping, but without damaging the workpiece.

Die Greifer-Lamellen 26 können U-, T-, L-förmig ausgebildet sein, oder jede andere Form besitzen, welche den gleichen Zweck erfüllt. The gripper slats 26 can be U-, T-, L-shaped, or any other shape that serves the same purpose.

Der Anschlag 27 muß nicht, wie in Fig. 2 dargestellt, ein am Körper 24 angeschweißtes Teil gleicher Form, wie die Lamellen, sein, sondern kann durch entsprechende Ausbildung des Körpers 24 aus diesem ausgespart sein. The stop 27 need not, as shown in Fig. 2, on the body 24 welded part of the same shape as the lamellas, but can be through corresponding training of the body 24 can be recessed from this.

Ein großer Vorteil der lamellenbestückten Backen ist die Tatsache, daß der Backenkörper aus einem billigen Material, welches nicht unbedingt gehärtet werden muß, hergestellt werden kann, während nur die Lamellen aus hochwertigem, gehärtetem Stahlblech gefertigt werden können. A great advantage of the lamellar jaws is the fact that that the jaw body is made of a cheap material that is not necessarily hardened must be made, while only the slats are made of high quality, hardened sheet steel can be manufactured.

Andererseits können die Lamellen aus jedem geeigneten Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium, Kunststoff, Holz, hergestellt werden, entsprechend den Anforderungen.On the other hand, the slats can be made of any suitable material, such as for example aluminum, plastic, wood, are produced according to the Requirements.

Die verstellbaren Drehpunkte 12 und 14 können beliebige, sowohl formschlüssige als auch kraftschlüssige Verbindungselemente aufweisen. The adjustable pivot points 12 and 14 can be any, both form-fitting as well as frictional connection elements.

Die Betätigungsart des Greifers kann jeder, dem Stand der Technik bekannten Ausführung entsprechen (mechanisch, hydraulisch, pneumatisch, elektrisch). The type of operation of the gripper can be anyone, the prior art known design (mechanical, hydraulic, pneumatic, electrical).

Dieser Greifer kann bei allen Manipulationen von Werkstücken und Werkzeugen Anwendung finden, wo Greiffunktionen erforderlich sind. Ob dazu der Greiferbacken zangenartig oder parallel geführt wird, ist unerheblich. This gripper can be used for all manipulations of workpieces and Tools are used where gripping functions are required. Whether the gripper jaw Is guided like pliers or parallel, is irrelevant.

Claims

Gripper claims 1, gripper with gripper jaws, which over Lever are set in motion, characterized in that the gripper jaws (15, 25) consist of a body (24) on which lamellae (26) via a clamping piece (22) are braced against a stop (27).

2. Gripper according to claim 1, characterized in that the slats (26) may have a U-, L-, T-shape or some other convenient shape.

3. Gripper according to claim 1, characterized in that the around a Pivot point (9) displaceable lever arms made up of three mutually connected via positive locking Elements of adjustable-position parts, such as a wishbone (10), a lever (13) and the gripper jaw (15 or 25) are assembled.

4. Gripper according to claim 1, characterized in that the actuating element, z. B. a piston (3), in its guide, for. B. a cylinder (2) via a threaded bushing (29) is limited in travel.