DE3410601A1

DE3410601A1 - Gripper for industrial robots

Info

Publication number: DE3410601A1
Application number: DE19843410601
Authority: DE
Inventors: Rainer 8523 Baiersdorf Keppler
Original assignee: Mantec Gesellschaft Fuer Automatisierungs und Handhabungssysteme Mbh 8510 Fuerth; Manutec Gesellschaft fuer Automatisierungs und Handhabungssysteme mbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1985-09-26

Abstract

Here, the gripper finger spacing (3) can be gradually changed via two free-wheels (15, 16) arranged in opposing manner on a swivel spindle (7). <IMAGE>

Description

Greifer für IndustrieroboterGripper for industrial robots

Die Erfindung bezieht sich auf einen Greifer für Industrieroboter, bei dem die Drehbewegung einer Welle über eine Getriebeanordnung in eine entsprechende relative Verschiebung von Greifgliedern zueinander umsetzbar ist.The invention relates to a gripper for industrial robots, in which the rotary movement of a shaft is converted into a corresponding one via a gear arrangement relative displacement of gripping members to one another can be implemented.

Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise in der DE-OS 31 00 401 beschrieben ist.This generic term refers to an arrangement such as it is described, for example, in DE-OS 31 00 401.

Bei dieser bekannten Anordnung sind im Greifer drei parallele Wellen vorgesehen, die über Zahnräder und Zahnstangen miteinander verbunden und an ihren Enden mit Greifarmen versehen sind. Wird durch einen Antriebsmotor eine der Wellen angetrieben, so werden die anderen Wellen synchron mitgedreht, so daß sich auch eine synchrone Schwenkung der Greifarme zueinander ergibt. Weitere Greiferkonstruktionen sind beispielsweise in der DE-AS 23 55 971, in der DE-OS 25 13 539 oder der DE-PS 24 42 865 beschrieben.In this known arrangement there are three parallel shafts in the gripper provided, which are connected to one another via gears and racks and attached to their Ends are provided with gripping arms. Is one of the shafts by a drive motor driven, the other shafts are rotated synchronously, so that a synchronous pivoting of the gripping arms to each other results. Other gripper constructions are for example in DE-AS 23 55 971, in DE-OS 25 13 539 or DE-PS 24 42 865.

Antriebe, mit denen ein ausreichendes Drehmoment aufgebracht werden kann, wie z.B. pneumatische oder hydraulische Drehantriebe, sind häufig in ihrem Drehwinkel begrenzt, z.B. ist der Drehwinkel nicht größer als 3600 Mit derartigen Antrieben lassen sich, wenn man noch konstruktiv vertretbare Getriebeübersetzungen erreichen will, nur relativ kleine Bewegungen der Greifglieder zueinander erreichen. Dies reicht auch für sehr viele Anwendungsfälle völlig aus. Es gibt jedoch Fälle, in denen die Abmessungsunterschiede der zu greifenden Werkstücke beträchtlich sind, d.h. größer als der mit dem betreffenden Greifer mögliche Fingerhub. In einem solchen Fall müssen für die unterschiedlichsten Werkstücke auch unterschiedliche Greifer verwendet oder die Greifglieder umgestellt werden. Dies ist relativ aufwendig.Drives with which a sufficient torque can be applied can, such as pneumatic or hydraulic rotary actuators, are often in their Angle of rotation is limited, e.g. the angle of rotation is not greater than 3600 with such Drives can be used if the gear ratios are structurally justifiable wants to achieve, only relatively small movements of the gripping members to each other reach. This is completely sufficient for a large number of applications. However, there are cases in which the dimensional differences of the workpieces to be gripped are considerable, i.e. greater than the finger stroke possible with the relevant gripper. In such a Different grippers must also be used for the most varied of workpieces used or the gripping links can be repositioned. This is relatively complex.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Greifer zu schaffen, mit dem Werkstücke unterschiedlichster Abmessung gegriffen werden können.The object of the present invention is to provide a gripper to create, with which workpieces of various dimensions can be gripped.

Diese Aufgabe wird bei einem Greifer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Welle zwei gegensinnige Freiläufe angeordnet sind und zum schrittweisen Antrieb der Freiläufe Schwenkantriebe dienen.This object is achieved according to the invention with a gripper of the type mentioned at the beginning solved in that two opposing freewheels are arranged on the shaft and Rotary drives are used to gradually drive the freewheels.

Über die zwei gegensinnig auf dieser Schwenkachse angeordneten Freiläufe läßt sich also durch kleine Schwenkbewegungen der Freiläufe der Abstand der Greifglieder, d.h.Via the two freewheels arranged in opposite directions on this pivot axis the distance between the gripping links can be adjusted by small swiveling movements of the freewheels i.e.

der Fingerabstand, schrittweise verändern.the finger spacing, change gradually.

So ist z.B. durch schrittweisen Antrieb des einen Freilaufes schrittweise der maximale Greifgliederabstand (größter Hub) erreichbar. Dies gilt sinngemäß für den Schließvorgang über den anderen Freilauf.For example, one freewheel is gradually driven the maximum gripping link distance (greatest stroke) achievable. This applies mutatis mutandis to the closing process via the other freewheel.

Ist der richtige Grundabstand, d.h. Arbeitsbereich-Abstand der Greifglieder zueinander erreicht, so werden bei gleichzeitigem Antrieb beider Freiläufe in einer Drehrichtung die Greiferfinger durch den einen Freilauf bis zu einem Schritt (Kurzhub) in Schließrichtung bewegt.Is the correct basic distance, i.e. working area distance of the gripping links Reached to each other, so with simultaneous drive both freewheels in one Direction of rotation of the gripper fingers by one freewheel up to one step (short stroke) moved in the closing direction.

Beim Umsteuern der Drehrichtung werden die Greiferfinger durch den anderen Freilauf in Gegenrichtung bis zu einem Schritt bewegt, also geöffnet. Durch die damit mögliche Variation des Grei fer fingerabs tandes kann dann das betreffende Werkstück gegriffen und auch wieder losgelassen werden.When reversing the direction of rotation, the gripper fingers are through the other freewheel moved in the opposite direction up to one step, so opened. By the one possible with it Variation of the gripper finger distance can then the workpiece in question can be gripped and released again.

Der Antrieb der Freiläufe wird schrittweise über elektrische, pneumatische oder hydraulische Antriebe vorgenommen, deren Verstellung je Schritt erheblich kleiner als der gesamte Schließweg ist. Besonders vorteilhaft ist dabei ein pneumatischer Schwenkantrieb, wobei mehrere Schwenkflügel zu einer Baueinheit integriert sein können.The drive of the freewheels is gradually electric, pneumatic or hydraulic drives are made, the adjustment of which is considerably smaller per step than the entire closing path. A pneumatic one is particularly advantageous Swivel drive, with several swivel blades being integrated into one structural unit can.

Anstelle eines Drehantriebes über Schwenkflügel oder der gleichen ist auch ein Antrieb über Ritzel und Zahnstange mit Zylinder und Kolben möglich, bei dem die Drehung auf die Freiläufe übertragen wird.Instead of a rotary drive via swivel blades or the like A drive via pinion and rack with cylinder and piston is also possible, in which the rotation is transmitted to the freewheels.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 ein Prinzipschema des Greifers mit Antrieb und Figur 2 einen Querschnitt durch die Antriebsanordnung der zentralen Welle längs der Linie II-II Der schematisch dargestellte Greifer, der am Arm eines nicht dargestellten Industrieroboters befestigbar ist, besteht aus einem zylindrischen Unterteil 9 und einem darauf schwimmend gelagerten Oberteil 1. Im Oberteil 1 sind auf gegeneinander verschiebbaren Backen 2 drei Finger 3 angeordnet, durch deren relative Verschiebung zueinander ein Werkstück gegriffen werden kann. Der Einfachheit halber ist nur einer der Backen 2 mit angedeutetem Greiffinger 3 gezeichnet; in Wirklichkeit sind aber zumindest zwei Greiffinger oder auch mehr Greiffinger mit entsprechenden Backen vorgesehen.Based on an embodiment shown in the drawing the invention explained in more detail; The figures show: FIG. 1 a schematic diagram of the gripper with drive and Figure 2 shows a cross section through the drive arrangement of the central Shaft along the line II-II The schematically shown gripper, which is on the arm of a Industrial robot, not shown, can be fastened, consists of a cylindrical Lower part 9 and an upper part 1 floating on it. In the upper part 1 are arranged on mutually displaceable jaws 2 three fingers 3, through which relative displacement to each other a workpiece can be gripped. Of simplicity only one of the jaws 2 is drawn with an indicated gripping finger 3; in In reality, however, at least two gripper fingers or even more gripper fingers are included appropriate jaws provided.

Der Backen 2 ist mit einer Gewindemutter 4 verbunden, die auf einer Gewindespindel 5 geführt ist. Bei Drehung der Gewindespindel 5 bewegt sich der Backen 2 und damit auch der Greiffinger 3 in Richtung des Doppelpfeiles 3. Entsprechendes gilt für die übrigen nicht dargestellten Backen und Greiffinger.The jaw 2 is connected to a threaded nut 4 on a Threaded spindle 5 is guided. When the threaded spindle 5 is rotated, the jaw moves 2 and thus also the gripping finger 3 in the direction of the double arrow 3. The same applies applies to the remaining jaws and gripper fingers, not shown.

Zum Antrieb der einzelnen Spindeln 5 für die Backen 2 dient eine zentrale, parallel zur Längsachse des Greifers angeordnete Welle 7, die über ein Kegelradgetriebe 6 die einzelnen Gewindespindeln 5 antreibt. Diese Welle 7 ist über Lager 8 abgefangen.To drive the individual spindles 5 for the jaws 2, a central, Shaft 7 arranged parallel to the longitudinal axis of the gripper and via a bevel gear 6 drives the individual threaded spindles 5. This shaft 7 is supported by bearings 8.

Auf der Welle sind zwei gegensinnig wirkende Freiläufe 15 und 16 untereinander angeordnet. die jeweils schrittweise durch Schwenkbewegungen antreibbar sind. Zum Antrieb des Freilaufes 15 dient ein Schwenkflügelantrieb mit einem Schwenkflügel 12, der pneumatisch um etwa 270° zwischen seinen Endstellungen, dh. bis zum Anschlag 13 (Figur 2), bewegt werden kann. Zum Antrieb des Freilaufes 16 dient der Schwenkflügel 10 mit Anschlag 11. Beide Schwenkflügel 10 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 14 untergebracht.On the shaft there are two oppositely acting freewheels 15 and 16 one below the other arranged. each of which can be driven step by step by pivoting movements. To the A swivel vane drive with a swivel vane is used to drive the freewheel 15 12, the pneumatically by about 270 ° between its end positions, ie. until it stops 13 (Figure 2), can be moved. The swivel vane is used to drive the freewheel 16 10 with stop 11. Both swivel blades 10 are in a common housing 14 housed.

Schwenkflügelantriebe dieser Art sind bekannt.Swivel vane drives of this type are known.

Durch schrittweisen Antrieb des Freilaufes 15 läßt sich beispielsweise der Abstand der Greiffinger 3 voneinander vergrößern und sinngemäß durch schrittweisen Antrieb des Freilaufes 16 der Abstand der Greiffinger 3 voneinander verringern. Der Schwenkwinkel des Schwenkflügels 12 bzw.By gradually driving the freewheel 15, for example Increase the distance between the gripping fingers 3 from one another and, accordingly, gradually Drive the freewheel 16 to reduce the distance between the gripping fingers 3 from one another. The swivel angle of the swivel vane 12 or

10 ist dabei wesentlich kleiner als die mögliche Gesamtdrehung der Welle 7, d.h. der maximal möglichen Veränderung des Abstandes der Greiffinger voneinander.10 is much smaller than the possible total rotation of the Shaft 7, i.e. the maximum possible change in the distance between the gripper fingers.

3 Patentansprüche 2 Figuren - L e e r s e i t e -3 claims 2 figures - L e r s e i t e -

Claims

Claims 1. Gripper for industrial robots, in which the rotary movement a shaft via a gear arrangement in a corresponding relative displacement can be moved from gripping links to one another, that is to say -n e t that two opposing freewheels (15, 16) are arranged on the shaft (7) and swivel drives (10, 12) are used to drive the freewheels (15, 16) step by step.

2. Gripper according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that pneumatic rotary actuators (10, 12) are provided, which are in one structural unit are integrated.

3. Gripper according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the shaft (7) and drive (10, 12) are arranged parallel to the longitudinal axis and the rotational movement of the shaft (7) via a bevel gear (6) on the in the jaws (2) lying perpendicular to this plane for receiving the gripping members (3) can be transferred is.