DE3325921A1

DE3325921A1 - Gripping device for industrial robots

Info

Publication number: DE3325921A1
Application number: DE19833325921
Authority: DE
Inventors: Bernd 6751 Gombach Ellenberger
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Priority date: 1983-07-19
Filing date: 1983-07-19
Publication date: 1985-01-31

Abstract

Two gripping arms are connected to a drive member via a toggle joint. An articulation point of the toggle joint is selectively displaceable into one of two positions lying on either side of a locking position, as a result of which the gripping device is suitable, by simple conversion, both for internal gripping and external gripping of workpieces.

Description

Greifvorrichtung für IndustrieroboterGripping device for industrial robots

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a gripping device according to the preamble of claim 1.

Greifvorrichtungen, deren Greifarme über Kniehebelgetriebe betätigt werden, haben den Vorteil, daß im Bereich der Strecklage der Kniegelenkhebel mit vergleichsweise geringer Betätigungskraft eine hohe Schließkraft der Greifarme erzielt wird.Gripping devices, the gripping arms of which are actuated via a toggle mechanism are, have the advantage that in the extended position of the toggle lever with A comparatively low actuation force achieves a high closing force of the gripper arms will.

Die bekannten Greifvorrichtungen sind insofern Einzweckgeräte, als sie entweder nur für das Erfassen von Werkstücken mit innen liegenden oder außen liegenden Greifflächen konzipiert und einsetzbar sind.The known gripping devices are single-purpose devices, as they either only for the detection of workpieces with inside or outside lying gripping surfaces are designed and used.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine universell verwendbare Greifvorrichtung zu schaffen, die sowohl für das Innen- als auch für das Außengreifen von Werkstücken geeignet ist.The invention specified in claim 1 is based on the object to create a universally usable gripping device that can be used for both as well as for outside gripping of workpieces.

Durch die im Anspruch 1 angegebene Maßnahme läßt sich bei einer Greifvorrichtung mit z. B. schwenkbar gelagerten Greifarmen durch wahlweises Anlenken der Kniegelenkhebel vor oder hinter der Drehachse der Greifarme deren Schließrichtung umkehren und die Greifvorrichtung zum Innen- oder Außengreifen umwandeln, wobei stets das Kniehebelprinzip beibehalten wird.The measure specified in claim 1 can be used in a gripping device with z. B. pivotably mounted gripping arms by optional articulation of the toggle lever reverse the closing direction in front of or behind the axis of rotation of the gripping arms and the Convert gripping device to inside or outside gripping, always using the toggle lever principle is retained.

Durch die im Anspruch 2 angegebene weitergehende Ausgestaltung, wodurch bei einer Greifvorrichtung mit zum Beispiel zwei Greifarmen die Kniegelenkhebel nicht durch ein gemeinsames mittleres Gelenk sondern durch eine Querstange miteinander verbunden sind, läßt sich der Erfindungsgedanke sowohl bei Greifvorrichtungen mit schwenkbar angeordneten Greifarmen als auch bei solchen mit parallel zueinander verschiebbaren Greifarmen verwirklichen. Letztere haben den Vorteil, daß die gegenseitige Winkellage der Greifflächen der Greifarme stets gleich bleibt, wodurch sie besonders für das Erfassen von Werkstücken mit stark zerklüfteten Außen- oder Innenflächen geeignet sind.By the further embodiment specified in claim 2, whereby in the case of a gripping device with, for example, two gripping arms, the toggle levers not by a common central joint but by a cross bar with each other are connected, the Idea of the invention both in gripping devices with pivotably arranged gripping arms as well as with those with parallel to each other realize sliding gripper arms. The latter have the advantage that the mutual The angular position of the gripping surfaces of the gripping arms always remains the same, which makes them special for gripping workpieces with heavily fissured outer or inner surfaces are suitable.

Durch die im Anspruch 3 angegebene Maßnahme, dem Greifarm wenigstens einen auswechselbaren Greiffinger zuzuordnen, läßt sich nicht nur die Greifvorrichtung an das jeweilige Greifprinzip - Greifen von Innen- oder Außenflächen - anpassen, sondern es läßt sich außerdem auch durch entsprechend gestaltete Greiffinger der Greifbereich verändern.By the measure specified in claim 3, the gripper arm at least Assigning an exchangeable gripping finger, not only can the gripping device adapt to the respective gripping principle - gripping inner or outer surfaces, but it can also be done by appropriately designed gripping fingers Change gripping area.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Darstellung der Greifvorrichtung, wobei die Kniegelenkhebel in der für das Außengreifen bestimmten Stellung angelenkt sind; Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Teils der Greifvorrichtung, wobei die Kniegelenkhebel in der für das Innengreifen bestimmten Stellung angelenkt sind; Fig. 3 eine Schnittdarstellung nach Linie III - III der Fig. 1.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained. 1 shows a partially sectioned illustration of the gripping device, wherein the toggle levers are articulated in the position intended for outside gripping are; 2 shows a partially sectioned illustration of part of the gripping device, wherein the toggle levers are articulated in the position intended for internal gripping are; FIG. 3 shows a sectional view along line III - III in FIG. 1.

Die Greifvorrichtung weist einen Rahmen 1 auf, der aus zwei schmalen Seitenplatten 2, zwei breiten Seitenplatten 3 und einer Deckplatte 4 besteht. An den Seitenplatten 3 ist ein Träger 5 befestigt. Am Träger 5 ist ein Flansch 6 ausgebildet, durch den die Greifvorrichtung mit einem Arm eines Industrieroboters verbunden werden kann.The gripping device has a frame 1, which consists of two narrow Side panels 2, two wide side panels 3 and a cover panel 4 consists. At the side plates 3 a carrier 5 is attached. On the carrier 5 is a flange 6 is formed through which the gripping device with an arm of an industrial robot can be connected.

In den Seitenplatten 2 sind mit gegenseitigem Abstand zwei parallel zueinander verlaufende Haltestangen 7 angeordnet, die durch Sicherungsringe 8 axial gehalten sind. Auf den Haltestangen 7 sind über je zwei Lagerhülsen 9 zwei Greifarme 10 verschiebbar angeordnet, die eine U-förmige Querschnittsfläche haben. Am unteren abgeschrägten Ende jedes Greifarmes 10 ist ein Greiffinger 11 lösbar befestigt, der einen Backen 12 trägt.In the side plates 2, two are parallel with a mutual spacing mutually extending support rods 7 arranged, which by locking rings 8 axially are held. On the support rods 7 are 9 two gripping arms over two bearing sleeves 10 slidably arranged, which have a U-shaped cross-sectional area. At the bottom beveled end of each gripping arm 10, a gripping finger 11 is detachably attached, who carries a jaw 12.

Auf einer quer abstehenden Ansatzplatte 13 eines jeden Greifarmes 10 ist eine Stegplatte 14 befestigt. Auf einem Bolzen 15 ist zu beiden Seiten der Stegplatte 14 je ein Kniegelenkhebel 16 angeordnet und durch Sicherungsringe 17 axial gehalten. Die jeweils paarweise angeordneten Kniegelenkhebel 16 sind über einen mittels Sicherungsringen 17 axial gehaltenen Bolzen 18 mit einer Querstange 19 verbunden, wobei die Bolzen 18 entweder in äußeren, den jeweiligen Stangenenden benachbarten Bohrungen 20 (Fig. 2) oder in inneren Bohrungen 21 (Fig. 1) aufgenommen sind. Die Querstange 19 ist zur Aufnahme der Kniegelenkhebel 16 und der Stegplatten 14 an beiden Enden gabelförmig ausgebildet. Die Kniegelenkhebel 16 und die Querstange 19 bilden gemeinsam ein Kniehebelgetriebe 22.On a transversely protruding attachment plate 13 of each gripping arm 10 a web plate 14 is attached. On a bolt 15 is on both sides of the Web plate 14 each has a toggle lever 16 arranged and secured by retaining rings 17 held axially. The toggle levers 16, which are arranged in pairs, are over a bolt 18, axially held by means of locking rings 17, with a transverse rod 19 connected, the bolts 18 either in outer, the respective rod ends adjacent bores 20 (Fig. 2) or in inner bores 21 (Fig. 1) added are. The cross rod 19 is for receiving the toggle lever 16 and the web plates 14 fork-shaped at both ends. The toggle lever 16 and the crossbar 19 together form a toggle mechanism 22.

In die Querstange 19 ist ein Gewindeansatz 23 einer Kolbenstange 24 eingeschraubt. Der Kolben 25 ist in einer im Träger 5 ausgebildeten Zylinderkammer 26 aufgenommen, deren unteres Ende durch einen Schraubdeckel 27 verschlossen ist. Zur Zuleitung eines Druckmittels in den oberen bzw. unteren Teil der Zylinderkammer 26 sind im Träger 5 zwei winkelförmig zueinander verlaufende Bohrungen 28, 29 und im Schraubdeckel 27 zwei Bohrungen 30, 31 enthalten.A threaded projection 23 of a piston rod 24 is located in the cross rod 19 screwed in. The piston 25 is in a cylinder chamber formed in the carrier 5 26, the lower end of which is closed by a screw cap 27. For supplying a pressure medium to the upper or lower part of the cylinder chamber 26 are two angularly extending bores 28, 29 and in the carrier 5 Two bores 30, 31 are included in the screw cap 27.

In Fig. 1 sind die Bolzen 18 in den äußeren Bohrungen 20 der Querstange 19 angeordnet, wodurch sich die oberen Anlenkpunkte der Kniegelenkhebel 16 in einer äußeren Stellung A befinden. Wenn der Kolben 25 über die Bohrungen 28, 29 beaufschlagt wird, wird die Querstange 19 in Richtung der Stegplatten 14 bewegt. Als Folge davon verschwenken die Kniegelenkhebel 16, wobei sich deren durch die Bolzen 15 gebildeten unteren Anlenkpunkte und damit die Greifarme 10 aufeinander zu bewegen.In Fig. 1, the bolts 18 are in the outer bores 20 of the crossbar 19 arranged, whereby the upper articulation points of the toggle lever 16 in a outer position A. When the piston 25 acts through the bores 28, 29 is, the cross rod 19 is moved in the direction of the web plates 14. As a consequence of this pivot the toggle levers 16, their being formed by the bolts 15 lower articulation points and thus the gripping arms 10 to move towards one another.

Die Abmessungen der umsteck- und austauschbaren Greiffinger 11 und der Backen 12 sind so auf die zu erfassenden Werkstücke abgestimmt, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem die Backen 12 ein Werkstück erfassen, sich die Kniegelenkhebel 16 ihrer Strecklage genähert haben, d. h., nahezu parallel zur Querstange 19 verlaufen. In dieser Schwenklage der Kniegelenkhebel 16 wird eine große Schließkraft der Greifarme 10 erzielt.The dimensions of the changeable and exchangeable gripping fingers 11 and the jaws 12 are matched to the workpieces to be detected that at the time to which the jaws 12 grasp a workpiece, the toggle levers 16 are in their extended position have approached, d. that is, run almost parallel to the crossbar 19. In this pivot position the toggle lever 16, a large closing force of the gripping arms 10 is achieved.

In Fig. 2 ist die Greifvorrichtung zum Innengreifen eines Werkstückes umgewandelt. Zu diesem Zweck sind die Greiffinger 11 umgesteckt, so daß die Backen 12 nun nach außen weisen. Ferner sind die Bolzen 18 in den inneren Bohrungen 21 der Querstange 19 angeordnet, wodurch sich die oberen Anlenkpunkte der Kniegelenkhebel 16 in einer inneren Stellung B befinden. Die beiden möglichen Stellungen A und B der oberen Anlenkpunkte der Kniegelenkhebel 16 liegen mit Abstand beiderseits einer zwischen ihnen liegenden Sperrstellung C, in der die Kniegelenkhebel 16 parallel zur Verschieberichtung des Kolbens 25 ausgerichtet wären und sich bei Beaufschlagung des Kolbens 25 nicht verschwenken ließen.In Fig. 2 is the gripping device for internally gripping a workpiece converted. For this purpose, the gripping fingers 11 are repositioned so that the jaws 12 now point outwards. Furthermore, the bolts 18 are in the inner bores 21 the crossbar 19 arranged, whereby the upper articulation points of the toggle lever 16 are in an inner position B. The two possible positions A and B the upper articulation points of the toggle lever 16 are at a distance on both sides of a locking position C lying between them, in which the toggle lever 16 is parallel to the direction of displacement of the piston 25 would be aligned and when acted upon of the piston 25 could not be pivoted.

Wenn bei in der Stellung B stehenden Kniegelenkhebeln 16 der Kolben 25 über die Bohrungen 28, 29 beaufschlagt wird, werden die Greifarme 10 voneinander weg bewegt.When the toggle lever 16 is in position B, the piston 25 is acted upon via the bores 28, 29, the gripping arms 10 are separated from each other moved away.

In der Schließstellung der Greifvorrichtung nehmen die Kniegelenkhebel 16 wieder eine im wesentlichen parallele Lage zur Querstange 19 ein, wodurch auch beim Innengreifen eine große Schließkraft erzielt wird.In the closed position of the gripping device, the toggle levers take 16 again a substantially parallel position to the crossbar 19, which also a large clamping force is achieved when gripping inside.

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Claims

Claims gripping device for industrial robots with at least a gripper arm which is connected to a drive member via a toggle mechanism is, characterized in that to determine the closing direction of the gripping arm (10) at least one articulation point of a toggle lever (16) optionally in one of two on either side of a blocking position (C) that precludes the transmission of motion lying positions (A; B) is displaceable.

2. Gripping device according to claim 1, characterized in that the toggle lever (16) is hinged to the gripping arm (10) at one end and alternately at the other end with one of two articulation points (20; 21) that are spaced apart from one another a cross rod (19) can be connected, which is connected to the drive member (24-26) stands.

3. Gripping device according to claim 1 and 2, characterized in that that the gripping arm (10) is arranged displaceably on at least one holding rod (7) and has at least one exchangeable gripping finger (11).