DE3529592A1 - Adjustable universal gripping device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Greifmechanismus für Handhabungsgeräte mit wenigstens einem zwangläufigen sechsgliedrigen Führungsgetriebe, an dessen Koppelebene jeweils ein Greifbacken oder -finger angeordnet ist und das jeweils aus einem greifarmfesten Schubkurbelgetriebe und einem greifbackenfesten Schubkurbelgetriebe besteht, deren Schubachsen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und deren verlängerte Kurbeln und Koppeln zwei sich kreuzende Lenker bilden, die in ihrem Kreuzungspunkt drehbeweglich miteinander verbunden sind.The invention relates to a gripping mechanism for handling devices with at least one inevitable six-membered Guide gear, on the coupling level of each a gripper jaw or fingers is arranged and each one gripper arm-fixed slider crank gear and a gripper jaw fixed Thrust crank mechanism exists, the thrust axes essentially run parallel to each other and their elongated cranks and Pair two intersecting handlebars that form in your Crossing point are rotatably connected.
Ein derartiger Greifmechanismus ist durch die US-PS 42 43 257 bekannt. Dieser besteht in einfachster Anordnung aus einem zwangläufigen sechsgliedrigen Führungsgetriebe mit einem greifarmfesten Greifbacken, auf dem zwei zusammenwirkende Geradführungsgetriebe, nämlich zwei gleichschenklige zentrische Schubkurbeln angeordnet sind. Die eine Schubkurbel befindet sich mit ihrem Schieber am greifarmfesten Greifbacken und ist mit ihrem senkrecht zur Schubachse geradgeführten Koppelpunkt mit dem bewegten Greifbacken drehbeweglich verbunden. Die andere Schubkurbel ist mit ihrem parallel zum ersten verlaufenden Schieber am bewegten Greifbacken angeordnet und greift in analoger Weise am greifarmfesten Greifbacken an. Die Kurbel der einen Schubkurbel ist somit jeweils Koppel der anderen Schubkurbel. Die verlängerten Koppeln bzw. Kurbeln beider Schubkurbelgetriebe bilden zwei sich symmetrisch kreuzende Lenker, die in der Mitte in ihrem Kreuzungspunkt drehbeweglich miteinander verbunden sind. Es können auch zwei einander gegenüberliegende sechsgliedrige Führungsgetriebe vorhanden sein, die zwei bewegte Greifbacken geradlinig parallelführen. Es kann auch eine Rückstellfeder vorhanden sein, so daß der druckmittelbetätigte Antrieb nur einseitig stattfinden kann. Such a gripping mechanism is through US-PS 42 43 257 known. This consists of the simplest arrangement an inevitable six-link guide gear with one gripper jaws, on which two interacting Straight guide gear, namely two isosceles centric Slider cranks are arranged. The one crank is located with her slider on the gripper jaws fixed to the gripper arm and is with her Coupling point with the straight line perpendicular to the thrust axis moving jaws rotatably connected. The other The thrust crank is parallel to the first slide arranged on the moving gripping jaws and engages in an analogous manner on gripper jaws fixed to the gripper arm. The crank which is a push crank thus coupling the other thrust crank. The extended ones Coupling or cranks of both thrust crank gears form two symmetrically crossing handlebars in the middle of her Crossing point are rotatably connected. It can also two opposite six-membered Guide gear be present, the two moving gripping jaws run parallel in a straight line. It can also have a return spring be available so that the pressure-actuated drive only can take place unilaterally.
Zum zwangläufigen Antrieb wird gemäß US 42 43 257 eine zusätzliche Kolben-Zylindereinheit benötigt, die mit ihrer Kolbenstange an der Kurbel des am Greifarm befindlichen Schubkurbelgetriebes drehbeweglich angreift und deren Zylinder am greifarmfesten Greifbacken angelenkt ist; somit sind zusätzliche Getriebeglieder erforderlich, die das an sich einfach aufgebaute zwangläufige Führungsgetriebe unnötig verkomplizieren. Bei doppelter spiegelbildlicher Anordnung der Führungsgetriebe sollen sich die greifarmfesten Drehzapfen in Form von Doppelgelenken durch das greifarmfeste Getriebeglied erstrecken, so daß auch in dieser Anordnung zum zwangläufigen Antrieb nur eine Kolben-Zylindereinheit erforderlich wäre.According to US 42 43 257, an additional is used for the positive drive Piston-cylinder unit needed with its piston rod on the Crank of the slider crank mechanism located on the gripper arm rotates and their cylinders on the gripper arm Gripping jaw is articulated; thus additional transmission links required, which is the inevitably simple structure Completely complicate the guide gear. With double mirror image arrangement of the guide gear should gripper arm-fixed pivot in the form of double joints through the gripper arm-fixed gear member, so that also in this Arrangement for positive drive only one piston-cylinder unit would be required.
Ein Greifmechanismus, der durch die zum 8. Internationalen Symposium über Industrieroboter vom 30. 5. bis 1. 6. 1978 in Stuttgart herausgegebenen Proceedings gemäß Bd. 1, S. 464, Bild 6, bekannt geworden ist, weist senkrecht zur Symmetrieachse des Greifmechanismus geradlinig verlaufende Schubführungen auf, längs derer die Greifbacken beim Öffnen bzw. Schließen gleiten. An jedem dem Greifbacken abgewandten Ende der gerad- und parallelgeführten Koppelebene greift ein Geradführungsgetriebe, nämlich eine gleichschenklige zentrische Schubkurbel, mit ihrem senkrecht zur Symmetrieachse des Greifmechanismus geradgeführten Koppelpunkt drehbeweglich an. Zum Öffnen bzw. Schließen der Greiferzange wird der den einander gegenüberliegenden Schubkurbeln gemeinsame Schieber über eine Kolben-Zylindereinheit druckmittelbetätigt angetrieben.A gripping mechanism created by the 8th International Symposium on industrial robots from May 30 to June 1, 1978 in Stuttgart published proceedings according to Vol. 1, p. 464, Figure 6 has become perpendicular to the axis of symmetry of the Gripping mechanism on linear slide guides, lengthways which the gripper jaws slide when opening or closing. On everyone the gripper jaw facing away from the straight and parallel guided Coupling plane engages a straight guide gear, namely one isosceles centric thrust crank, with its perpendicular to the Axis of symmetry of the gripping mechanism straight-guided coupling point rotatable on. To open or close the gripper tongs the one common to the opposite thrust cranks Pressure operated by a piston-cylinder unit driven.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufzubauenden zwangläufigen Greifmechanismus zu schaffen, der in seitlicher Richtung nicht breiter baut als es sein jeweiliger Greifbereich erfordert und der den veschiedensten Randbedingungen der zu handhabenden Werkstücke universell anpaßbar ist.In contrast, the invention is based on the object easy to set up compulsory gripping mechanism to create who does not build wider in the lateral direction than it should be each gripping area requires and the most different Boundary conditions of the workpieces to be handled can be universally adapted is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen gelöst, daß das Schubgelenk des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes als Antriebseinrichtung ausgebildet ist, und daß das Verhältnis von Kurbel- zur Koppellänge des greifbackenfesten Schubkurbelgetriebes gleich dem Verhältnis von Koppel- bzw. Kurbelänge zur Kurbel- bzw. Koppellänge des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes ist.This object is achieved with the features that the thrust joint of the gripper arm-fixed thrust gear as Drive device is formed, and that the ratio of Crank to the coupling length of the gripper jaw-fixed slider crank mechanism equal to the ratio of the coupling or crank length to the crank or Coupling length of the gripper arm-fixed slider crank mechanism is.
Die Erfindung sieht mindestens ein zwangläufiges sechsgliedriges Führungsgetriebe vor, das jeweils aus zwei zusammenwirkenden Schubkurbelgetrieben besteht, nämlich einem greifarm- und einem greifbackenfesten Schubkurbelgetriebe. Die Schubachse des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes befindet sich auf der Achse des Greifarms; die Schubachse des greifbackenfesten Schubkurbelgetriebes ist am Greifbacken oder -finger angeordnet und verläuft zu der des greifbackenfesten Schubkurbelgetriebes im wesentlichen parallel, kann aber grundsätzlich auch einen nicht geradlinigen Verlauf einnehmen, wenn spezielle Randbedinungen dies erforderlich machen. Die Kurbel des einen Schubkurbelgetriebes ist jeweils Koppel des anderen Schubkurbelgetriebes; die verlängerten Kurbeln bzw. Koppeln beider Schubkurbelgetriebe bilden zwei sich kreuzende Lenker des zwangläufigen Führungsgetriebes und sind in ihrem Kreuzungspunkt drehbeweglich miteinander verbunden. Die beiden Schubgelenke können mittels desselben Lenkers verbunden sein; es kann aber auch jeweils an einem Ende beider sich kreuzender Lenker ein Schubgelenk angeordnet sein, die beiden Schubgelenke liegen in diesem Fall einander gegenüber. Der Antrieb des zwangläufigen Greifmechanismus nach der Erfindung erfolgt im greifarmfesten Schubgelenk; dieses kann als Schraubentrieb ausgebildet sein, dessen Antrieb elektromotorisch stattfindet; das Schubgelenk kann für hydraulischen oder pneumatischen Antrieb ausgebildet sein oder elektromagnetisch angetrieben werden. Dabei kann entweder die Schubstange oder der Schieber des angetriebenen Schubgelenks greifarmfest angeordnet sein. Das Übersetzungsverhältnis der Antriebsbewegung zur radialen Bewegung der Greifbacken oder -finger ist in erster Linie von der Anordnung des Drehgelenks im Kreuzungspunkt der beiden sich kreuzenden Lenker des zwangläufigen Führungsgetriebes abhängig, d. h. von dessen radialem Abstand von der einen zur anderen Schubachse. Ist das der greifarmfesten Schubachse zugewandte, von den sich kreuzenden Lenkern eingeschlossene Gelenkdreieck kleiner als das dieser abgewandte, dann ergibt sich beim Hub des angetriebenen Schiebers eine vglw. größere Bewegung des Greifbackens oder -fingers und umgekehrt. Im allgemeinen Fall bilden die einander ähnlichen Gelenkdreiecke allgemeine Dreiecke; im Sonderfall können diese jedoch auch gleichschenklig sein.The invention sees at least one inevitable six-membered Guide gear before, each of two interacting Slider crank mechanisms exist, namely one gripper arm and one gripper jaw-fixed slider crank mechanism. The thrust axis of the gripper arm-fixed slider crank mechanism is located on the axis of the Gripper arms; the thrust axis of the gripper jaw fixed Slider crank gear is arranged on the gripping jaw or finger runs to that of the gripper jaw-fixed slider crank mechanism in essentially parallel, but in principle one cannot either take a linear course if special boundary conditions so make necessary. The crank of a slider crank mechanism is each coupling of the other slider crank mechanism; the extended ones Cranks or coupling of both thrust crank gears form two crossing handlebars of the inevitable guide gear and are in their intersection rotatably connected. The Both thrust joints can be connected using the same handlebar be; but it can also cross each other at one end Handlebar a thrust joint to be arranged, the two thrust joints in this case face each other. The drive of the inevitable gripping mechanism according to the invention takes place in gripper arm-fixed thrust joint; this can be used as a screw drive be trained, the drive takes place by an electric motor; the Slide joint can be used for hydraulic or pneumatic drive be trained or driven electromagnetically. Here can either the push rod or the slide of the driven Push joint be arranged fixed to the gripper arm. The Gear ratio of the drive movement to the radial movement the gripping jaw or finger is primarily of the arrangement of the swivel at the crossing point of the two crossing handlebars dependent on the inevitable guide gear, d. H. of its radial distance from one to the other thrust axis. Is that the gripping arm fixed thrust axis facing, from the intersecting Handlebar triangle enclosed smaller than this turned away, then results in the stroke of the driven slide a comp. greater movement of the gripper jaw or finger and vice versa. In the general case they are similar Joint triangles general triangles; in special cases they can but also be isosceles.
Eine exakte Parallelführung der bewegten Koppelebene, an der jeweils der Greifbacken oder -finger angeordnet ist, ergibt sich, wenn die Schubachsen der beiden Schubkurbelgetriebe zueinander parallel verlaufen und die von den sich kreuzenden Lenkern des sechsgliedrigen Führungsgetriebes eingeschlossenen, einander gegenüberliegenden Gelenkdreiecke zueinander ähnlich sind. Die Parallelführung der bewegten Koppelebene ist exakt geradlinig, und zwar senkrecht zur Schubachse des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes, wenn die von den sich kreuzenden Lenkern eingeschlossenen Gelenkdreiecke gleichschenklig und deckungsgleich sind. Profilierte Greifbacken können dann verschiebungsfrei in dementsprechend profilierte Werkstücke eingreifen.An exact parallel guidance of the moving coupling plane on the the gripping jaws or fingers are arranged, if the thrust axes of the two thrust crank gears to each other run parallel and that of the crossing handlebars of the six-link guide gear included, each other opposite triangles are similar to each other. The Parallel guidance of the moving coupling plane is exactly straight, and perpendicular to the shear axis of the gripper arm Slider crank mechanism when the of the crossing handlebars included articulated triangles isosceles and congruent are. Profiled gripping jaws can then move in without displacement intervene accordingly profiled workpieces.
In einfachster Anordnung weist ein Greifmechanismus nach der Erfindung ein einziges zwangläufiges sechsgliedriges Führungsgetriebe auf, und ein zweiter Greifbacken oder -finger befindet sich, dem ersten gegenüberliegend, am greifarmfesten Element des angetriebenen Schubgelenks. Dieser zweite Greifbacken oder -finger ist lösbar an der bspw. greifarmfesten verlängerten Schubstange des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes befestigt, und am zugehörigen Schieber ist eine weitere Adaptionsmöglichkeit vorgesehen, so daß im Bedarfsfall ein zweites zwangläufiges sechsgliedriges Führungsgetriebe, das wiederum einen zweiten Greifbacken oder -finger als Koppelebene führt, an der Schubstange und dem Schieber des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes angebracht werden kann, wenn es auf den doppelten Greifbereich und bzw. oder auf ein in radialer Richtung verschiebungsfreies Greifen der zu handhabenden Werkstücke ankommt. Beide Führungsgetriebe besitzen erfindungsgemäß ein gemeinsames angetriebenes greifarmfestes Schubgelenk, so daß Zwanglauf zwischen beiden Führungsgetrieben und somit zwischen beiden als Koppelebene geführten Greifbacken besteht.In the simplest arrangement, a gripping mechanism according to the Invention a single inevitable six-member Guide gear on, and a second gripper jaw or finger is located on the gripper arm opposite the first Element of the driven thrust joint. This second gripper jaw or finger can be detached from the extended gripper arm, for example Push rod of the gripper arm-fixed slider crank gear attached, and there is another adaptation option on the associated slide provided so that, if necessary, a second inevitable six-link guide gear, which in turn is a second Gripping jaws or fingers as a coupling level on the push rod and the slider of the gripper arm-fixed slider crank mechanism can be if it is on the double gripping area and or or towards a gripping movement that is free of displacement in the radial direction handling workpieces arrives. Both have guide gears According to the invention, a common driven gripper arm Thrust joint, so that forced running between both guide gears and thus between the two gripping jaws as a coupling plane consists.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind weitere Adaptionsmöglichkeiten an der Schubstange und dem Schieber des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes vorgesehen, mit Hilfe derer weitere, vorzugsweise drei, der zwangläufigen sechsgliedrigen Führungsgetriebe zueinander sternförmig versetzt rund um die Schubachse des greifarmfesten Schubkurbelgetriebes angebracht werden können. Ein dergestalteter Greifmechanismus nach der Erfindung kann, aufgrund des Zwanglaufs zwischen den Greifbacken oder -fingern, runde Werkstücke sowohl innen als auch außen selbstzentrierend greifen. Wegen der sternförmigen räumlichen Versetzung der Führungsgetriebe zueinander kann der gemeinsame Schieber der greifarmfesten Schubkurbelgetriebe überraschenderweise ohne jegliche Schubführung ausgebildet sein; die Schubstange kann also entfallen, und dennoch bewegt sich der freischwebende Schieber zwangläufig auf seiner geradlinigen Bahn. In dieser Anordnung kann der zentrale Schieber in der einen Schubrichtung über Zugmittel und in der anderen über Federmittel oder in beiden Schubrichtungen über Zugmittel angetrieben werden.In an advantageous development of the invention, there are others Adaptation options on the push rod and the slide of the gripper arm-fixed slider crank gear provided, with the help of which further, preferably three, of the inevitable six-membered Guide gears offset in a star shape around each other Thrust axis of the gripper arm-fixed slider crank mechanism attached can be. Such a gripping mechanism after the Invention can, due to the forced running between the gripping jaws or fingers, round workpieces both inside and outside grip self-centering. Because of the star-shaped spatial Displacement of the guide gears to each other can be the common one Surprisingly, sliders of the gripper arm-fixed slider crank mechanisms be designed without any thrust guide; the push rod can So there is no need, and yet the free-floating slide moves inevitably on its straight line. In this arrangement can the central slide in one direction of thrust via traction means and in the other via spring means or in both thrust directions Traction means are driven.
Die beiden einander ähnlichen Gelenkdreiecke, die die beiden sich kreuzenden Lenker eines jeden Führungsgetriebes einschließen, sind vorzugsweise verstellbar ausgebildet. Hierzu weisen die beiden sich kreuzenden Lenker jeweils bspw. in gleichmäßigen Abständen mehrere Bohrungen auf und der Drehzapfen des im Kreuzungspunkt beider Lenker befindlichen Drehgelenks läßt sich unter Beibehaltung der Ähnlichkeit der beiden eingeschlossenen Gelenkdreiecke in zueinandergehörige Bohrungen umstecken. Auf diese Weise läßt sich das übersetzungsverhältnis zwischen dem Hub des angetriebenen Schiebers und dem zugehörigen Weg der Greifbacken oder -finger auf äußerst einfache Weise den jeweiligen Randbedingungen der zu handhabenden Werkstücke anpassen.The two mutually similar joint triangles, the two of them include crossing handlebars of each guide gear preferably designed to be adjustable. The two point out crossing handlebars each, for example, at equal intervals several Holes on and the pivot of the at the intersection of both Handlebar located swivel can be while maintaining the Similarity of the two enclosed triangles in Repositioning related holes. In this way the gear ratio between the stroke of the driven Slider and the associated path of the gripping jaws or fingers extremely simple way to the respective boundary conditions adapt handling workpieces.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Schubachsen der beiden Schubkurbelgetriebe eines jeden Führungsgetriebes in spitzem Winkel zueinander verlaufen, indem bspw. ein spitzer Keil zwischen den auswechselbaren Greifbacken und den Schubführungen der greifbackenfesten Schubkurbelgetriebe angebracht wird. Die Bahnkurven der Greifbacken oder -finger verlaufen dann nicht mehr geradlinig parallel, sondern es ist eine Anpassung der Neigung der Greifbacken oder -finger an bspw. konische Werkstücke möglich, die sich dann ebenfalls im wesentlichen verschiebungsfrei greifen lassen, derart, daß ein dergestalteter Greifmechanismus nach der Erfindung, abhängig von der Richtung des spitzen Winkels, mit parallel ausgerichteten Greifbacken in ein Werkstück eingreifen bzw. dieses von außen umgreifen kann und sich die Greifbacken beim Öffnen bzw. Schließen der konischen Form des zu handhabenden Werkstücks anpassen. Die von den sich kreuzenden Lenkern der Führungsgetriebe eingeschlossenen Gelenkdreiecke sind wiederum einander ähnlich und das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebsbewegung und dem Hub der Greifbacken ist vorzugsweise verstellbar ausgebildet. Dabei brauchen die beiden Schubkurbelgetriebe des sechsgliedrigen Führungsgetriebes weder gleichschenklig noch zentrisch zu sein.In a further embodiment of the invention, the thrust axes of the two thrust crank gear of each guide gear in a pointed Angles run to one another, for example by a pointed wedge between the exchangeable gripping jaws and the slide guides of the gripper jaw-fixed slider crank gear is attached. The Path curves of the gripping jaws or fingers then no longer run rectilinear parallel, but it is an adjustment of the inclination of the Gripping jaws or fingers on, for example, conical workpieces possible then also grip essentially without displacement leave, such that a gripping mechanism designed according to the Invention, depending on the direction of the acute angle, with engage parallel gripping jaws in a workpiece or can grip this from the outside and the gripping jaws when Opening or closing the conical shape of the to be handled Adjust workpiece. Those of the crossing arms of the Guide gears are enclosed articulated triangles in turn similar to each other and the gear ratio between the Drive movement and the stroke of the gripping jaws is preferred adjustable. The two need it Thrust crank gear of the six-link guide gear neither to be still isosceles centric.
In vorteilhafter Weise wird der gemeinsame Schieber der Führungsgetriebe gegen Federkraft in nur einer Schubrichtung druckmittelbetätigt angetrieben. Da die Führungsgetriebe zwangläufig sind, kann die Rückstellfeder grundsätzlich zwischen zwei beliebigen relativ zueinander bewegten Gliedern des sechsgliedrigen Führungsgetriebes wirken. In einfachster Anordnung greift die Feder unmittelbar am Schieber der zentralen Antriebseinrichtung an und stützt sich an der zugehörigen Schubstange ab. Vorzugsweise sind jedoch dritte Schubkurbelgetriebe auf der zentralen Schubachse vorgesehen, die jeweils mit vglw. kurzer Koppel mit den Kurbeln der greifarmfesten Schubkurbelgetriebe drehbeweglich verbunden sind, und die Feder greift am gemeinsamen Schieber der dritten Schubkurbelgetriebe an und stützt sich an der Schubstange ab; somit genügt ein kurzer Federhub zum Durchfahren des gesamten Greifbereichs.Advantageously, the common slide Guide gear against spring force in only one direction of thrust driven by pressure medium. Because the lead gear are inevitable, the return spring can basically between any two links of the six-link guide gear. In the simplest arrangement grips the spring directly on the slide of the central one Drive device and is based on the associated Push rod off. However, third thrust crank gear units are preferred provided on the central thrust axis, each with cf. short coupling with the cranks of the gripper arm-fixed Slider crank gears are rotatably connected, and the spring attacks the common slide of the third thrust crank mechanism and is supported on the push rod; thus a short one is sufficient Spring stroke to drive through the entire gripping area.
Im Falle einer greifarmfesten Schubstange ist der gemeinsame Schieber der Führungsgetriebe vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, besteht also aus einem Bodenstück und einem Hülsenteil, die den Zylinderraum bzw. die Zylinderräume für den druckmittelbetätigten Antrieb einschließen. Hülsenteil und Bodenstück können fest miteinander verbunden sein, können aber erfindungsgemäß auch relativ zueinander drehbar gelagert sein, wenn es gilt, rotierende Werkstücke während des Laufs der Maschine zu handhaben. Diese rotatorische Anordnung des Greifmechanismus eignet sich auch gut zur automatischen Kontrolle und Messung in einer automatischen Fertigung oder Montage; denn die translatorische Relativbewegung im angetriebenen Schubgelenk kann bspw. zur Kontrolle des Objektdurchmessers und die rotatorische Realtivbewegung zur Drehzahlmessung genutzt werden. Dabei kann das Werkstück nahezu jede beliebige Form besitzen. Beim Innengreifen wird hierbei durch die wirkende Fliehkraft der rotierenden Greifbacken oder -finger eine selbsthemmende Greifwirkung erzeugt; diese entfällt automatisch, sobald das Werkstück der Maschine entnommen ist und seine Rotation ausläuft. Im Falle eines greifarmfesten Schiebers ist die bewegliche Schubstange in analoger Weise zweigeteilt, und der eine Teil ist auf dem anderen um die gemeinsame Schubachse drehbar gelagert, wenn es gilt, rotierende Werkstücke zu handhaben.In the case of a gripper arm-fixed push rod, the common one Slider of the guide gear preferably formed in two parts, So consists of a bottom piece and a sleeve part that the Cylinder space or the cylinder spaces for the pressure medium operated Include drive. The sleeve part and base piece can be fixed can be connected to one another, but also according to the invention be rotatably supported relative to each other when rotating Handle workpieces while the machine is running. These rotary arrangement of the gripping mechanism is also suitable for automatic control and measurement in an automatic Manufacturing or assembly; because the translational relative movement in driven thrust joint can, for example, to control the Object diameter and the rotary real motion for Speed measurement can be used. The workpiece can almost have any shape. When gripping inside, the centrifugal force of the rotating jaws or fingers creates a self-locking gripping effect; this does not apply automatically as soon as the workpiece is removed from the machine and its rotation is running out. In the case of a gripper arm-fixed slide the movable push rod is divided in two in an analogous manner, and one part is on the other around the common thrust axis rotatably supported when it comes to handling rotating workpieces.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zwei der erfindungsgemäßen Greifmechanismen vorgesehen sein, deren Schieber auf ein und derselben greifarmfesten Schubachse angeordnet sind. Die beiden Schieber können hintereinander angeordnet oder koaxial ineinander geführt sein. Jeder Greifmechanismus weist entweder zwei einander gegenüberliegende oder aber drei oder mehr zueinander in Umfangsrichtung sternförmig versetzte Greifbacken oder -finger auf. Die beiden Schieber können fest miteinander verbunden sein und gemeinsam angetrieben werden; mit zwei versetzt zur zentralen Schubachse angeordneten Paaren von Greifbacken oder -fingern lassen sich bspw. rechteckige Werkstücke von allen Seiten greifen. Der eine Greifmechanismus kann aber auch unabhängig vom anderen angetrieben werden. Mit einem dergestalteten Greifmechanismus können somit entweder zwei verschiedene Werkstücke auf erheblich unterschiedlichen Durchmessern nacheinander gegriffen werden; es ist aber auch möglich, ein und dasselbe Werkstück auf zwei verschiedenen Durchmessern gleichzeitig zu greifen. Des weiteren lassen sich die Greifbacken oder -finger exzentrisch zueinander bzw. zur gemeinsamen greifarmfesten Schubachse anordnen, um dementsprechende exzentrische Werkstücke zu handhaben.In a further embodiment of the invention, two of the Gripping mechanisms according to the invention may be provided, the slide are arranged on one and the same gripper arm fixed thrust axis. The two slides can be arranged one behind the other or coaxially be led into each other. Each gripping mechanism has either two opposite to each other or three or more to each other Gripping jaws or fingers offset in a star shape. The two sliders can be firmly connected and be driven together; with two offset to the central one Leave pairs of gripping jaws or fingers arranged in the thrust axis For example, rectangular workpieces grip from all sides. The one gripping mechanism can also be independent of the other are driven. With such a gripping mechanism can therefore either two different workpieces on considerably different diameters are gripped one after the other; it but it is also possible to have the same workpiece on two different diameters at the same time. Furthermore the gripping jaws or fingers can be eccentrically aligned or arrange to the common gripper arm-fixed push axis to to handle corresponding eccentric workpieces.
Die Erfindung stellt somit einen modular aufgebauten Greifmechanismus vor, der nach Baukastenprinzip vielseitig einsetzbar ist und sich den speziellen Randbedingungen der zu handhabenden Werkstücke anpassen läßt. Der Antrieb des zwangläufigen Greifmechanismus im greifarmfesten Schubgelenk ermöglicht nämlich erst die sternförmige Versetzung mehrerer Führungsgetriebe rund um die gemeinsame Antriebsschubachse zum selbszentrierenden Greifen runder Werkstücke während der Rotation, und die verstellbare Anordnung des Drehgelenks im Kreuzungspunkt der beiden sich kreuzenden Lenker unter Wahrung der Ähnlichkeit der beiden eingeschlossenen Gelenkdreiecke macht die Führungsgetriebe erst in weiten Grenzen an spezielle Randbedingungen der zu handhabenden und ggf. rotierenden Werkstücke anpaßbar. Aufgrund dieser Vielseitigkeit läßt sich der Greifmechanismus nach der Erfindung in vielen Anwendungsfällen wirtschaftlich einsetzen.The invention thus provides a modular structure Gripping mechanism that is versatile according to the modular principle can be used and the special conditions of the can handle handling workpieces. The drive of the inevitable gripping mechanism in the gripper arm-fixed thrust joint enables the star-shaped displacement of several Guide gear around the common drive thrust axis for self-centering gripping of round workpieces during rotation, and the adjustable arrangement of the swivel at the crossing point of the two crossing handlebars while maintaining the similarity of the the guide gears make two enclosed triangles only within wide limits to special boundary conditions Handling and possibly rotating workpieces adaptable. Because of This versatility allows the gripping mechanism to be used Use the invention economically in many applications.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechender Teile sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im einzelnen zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to the Drawing explained in more detail. Corresponding parts are in the different figures with the same reference numerals. in the single show:
Fig. 1 einen Greifmechanismus nach der Erfindung in einfachster Anordnung mit nur einem Führungsgetriebe, das mit einem greifarmfesten und einem beweglich angeordneten Greifbacken versehen ist. Fig. 1 shows a gripping mechanism according to the invention in the simplest arrangement with only one guide gear, which is provided with a gripper arm fixed and a movably arranged gripping jaws.
Fig. 2 einen abgewandelten Greifmechanismus nach der Erfindung mit zwei einander spiegelbildlich gegenüberliegenden Führungsgetrieben, an deren bewegten Koppelebenen jeweils ein Greifbacken angeordnet ist, mit eingefahrenen Greifbacken (in dünner Strichstärke dargestellt) sowie mit etwa im mittleren Greifbereich befindlichen Greifbacken (in dicker Strichstärke dargestellt). Die Fig. 2 shows a modified gripping mechanism according to the invention with two mutually opposite guide gears, on the moving coupling levels of which a gripping jaw is arranged, with retracted gripping jaws (shown in thin line width) and with gripping jaws located approximately in the middle gripping area (shown in thick line width). The
Fig. 3 und 4 zeigen zwei Varianten nach der Erfindung zur Handhabung von konischen Werkstücken, bei denen die greifbackenfeste Schubachse in spitzem Winkel radial nach außen bzw. innen geneigt ist, jeweils in Greifposition (in dünner Stichstärke dargestellt) und in Einfahrposition (in dicker Strichstärke dargestellt), FIGS. 3 and 4 show two variants of the invention for handling of conical workpieces, in which the gripper jaw fixed thrust axis is inclined radially at an acute angle to the outside or inside, respectively (shown in a thin puncture strength) in gripping position and retracting position (in thicker line thickness shown),
Fig. 5 ist eine räumliche Darstellung eines Greifmechanismus nach der Erfindung mit drei zueinander sternförmig versetzten Führungsgetrieben, an deren bewegten Koppelebenen jeweils ein Greifbacken angeordnet ist, und gemäß Fig. 5 is a perspective view of a gripping mechanism according to the invention with three mutually offset guide star-shaped gears, each of a gripping jaw is arranged on the moving switching planes, and in accordance with
Fig. 6 ist eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Greifmechanismus dargestellt, bei der zwei Gruppen der zwangläufigen sechsgliedrigen Führungsgetriebe auf der gemeinsamen zentralen Schubachse angeordnet sind, die entweder gemeinsam oder voneinander unabhängig angetrieben werden können. In Fig. 6 shows a further variant of the gripping mechanism according to the invention are arranged in two groups of six-membered zwangläufigen guide mechanism on the common central axis of thrust that can be independently driven either together or apart. In
Fig. 7 sind die vier erfindungsgemäßen Varianten des zwangläufigen sechsgliedrigen Führungsgetriebes in schematischer Darstellung nochmals gegenübergestellt. Fig. 7 are the four variants of the inevitable six-link guide gear according to the invention again in a schematic representation.
Der in Fig. 1 dargestellte Greifmechanismus ist in üblicher Weise an dem Greifarm eines Industrieroboters oder dgl. Handhabungsgeräts adaptiert. Dabei ist zunächst eine Schubstange 1 als gehäusefestes Bezugssystem zu betrachten, d. h. diese Schubstange 1 ist fest mit dem nicht dargestellten Greifarm verbunden. Auf der Schubstange 1, deren Schubachse mit A bezeichnet ist, ist ein zentrisches Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 angeordnet, das aus dem insgesamt mit 2 bezeichneten Schieber, der Kurbel 3 und der Koppel 4 besteht. Kurbel 3 ist im Drehgelenk 10 an der Schubstange 1 und Koppel 4 ist im Drehgelenk 11 am Schieber 2 angelenkt. Kurbel 3 und Koppel 4 sind im Gelenk 7 miteinander drehbeweglich verbunden. Koppel 4 greift mit ihrem der Schubachse A abgewandten Ende im Drehgelenk 8 an einem als Koppelebene geführten Greifbacken oder -finger 6 an, während die Kurbel 3 mit ihrem der Schubachse A abgewandten Ende im Drehgelenk 9 mit einem Gleitstein 5 verbunden ist, der in einer mit dem Greifbacken 6 fest verbundenen Schubachse B verschiebbar geführt ist. Die Schubachsen A und B beider Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 und 3, 4, 5, 6 verlaufen parallel zueinander.The gripping mechanism shown in FIG. 1 is adapted in the usual way to the gripping arm of an industrial robot or the like. Handling device. First of all, a push rod 1 is to be regarded as a reference system fixed to the housing, ie this push rod 1 is firmly connected to the gripping arm (not shown). On the push rod 1 , the push axis of which is denoted by A , a central thrust crank mechanism 1, 2, 3, 4 is arranged, which consists of the slide 2 , the crank 3 and the coupling 4 , which are denoted overall by 2 . Crank 3 is articulated in the swivel joint 10 on the push rod 1 and coupling 4 is articulated in the swivel joint 11 on the slide 2 . Crank 3 and coupling 4 are rotatably connected to one another in the joint 7 . Coupling 4 engages with its end facing away from the thrust axis A in the swivel joint 8 on a gripping jaw or finger 6 guided as a coupling plane, while the crank 3 with its end facing away from the thrust axis A in the swivel joint 9 is connected to a sliding block 5 , which in one with the gripping jaw 6 firmly connected thrust axis B is guided. The thrust axes A and B of both thrust crank mechanisms 1, 2, 3, 4 and 3, 4, 5, 6 run parallel to one another.
Das in Fig. 1 dargestellte Führungsgetriebe weist somit sechs Glieder 1 bis 6 auf und besteht aus zwei zusammenwirkenden Schubkurbelgetrieben 1, 2, 3, 4 bzw. 3, 4, 5, 6 mit zueinander parallelen Schubachsen A, B. Das erste Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 ist auf der greifarmfesten Schubstange angeordnet, während das zweite Schubkurbelgetriebe 3, 4, 5, 6 sich in analoger Weise an dem als Koppelebene geführten Greifbacken 6 befindet. Die Kurbel 3 bzw. 4 des einen Schubkurbelgetriebes 1, 2, 3, 4 bzw. 3, 4, 5, 6 ist jeweils Koppel 4 bzw. 3 des anderen Schubkurbelgetriebes 3, 4, 5, 6 bzw. 1, 2, 3, 4 und ist in ihrem Kreuzungspunkt 7 mit dieser drehbeweglich verbunden. The guide gear shown in Fig. 1 thus has six links 1 to 6 and consists of two interacting thrust crank gear 1, 2, 3, 4 and 3, 4, 5, 6 with mutually parallel thrust axes A, B. The first thrust crank gear 1, 2, 3, 4 is arranged on the gripper arm-fixed push rod, while the second thrust crank gear 3, 4, 5, 6 is located in an analogous manner on the gripping jaws 6, which is designed as a coupling plane. The crank 3 or 4 of the one slider crank mechanism 1, 2, 3, 4 or 3, 4, 5, 6 is coupling 4 or 3 of the other slider crank mechanism 3, 4, 5, 6 or 1, 2, 3, 4 and is rotatably connected to it at its crossing point 7 .
Die Kurbeln 3 bzw. 4 und Koppeln 4 bzw. 3 der beiden Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 bzw. 3, 4, 5, 6 sind mit besonderen kinematischen Abmessungen im Gelenk 7 miteinander drehbeweglich verbunden, und zwar sind die beiden von den sich kreuzenden Kurbeln 3 bzw. 4 und Koppeln 4 bzw. 3 eingeschlossenen Gelenkdreiecke 7-8-9 und 7-10-11 einander ähnlich. Gemäß einem Sonderfall kann es sich hierbei um gleichschenklige Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 bzw. 3, 4, 5, 6 handeln, deren Kurbeln 3 bzw. 4 und Koppeln 4 bzw. 3 von gleicher Länge sind. Im allgemeinen Fall sind die Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 bzw. 3, 4, 5, 6 jedoch ungleichschenklig und die sich kreuzenden Kurbeln 3 bzw. 4 und Koppeln 4 bzw. 3 schließen gemäß Fig. 1 mit ihren Drehgelenken 7 bis 11 zwei schiefe Dreiecke 7-8-9 bzw. 7-10-11 ein, deren Seitenlängen die ÄhnlichkeitsbedingungThe cranks 3 or 4 and coupling 4 and 3 of the slider-crank mechanism 1, 2, 3, 4 or 3, 4, 5, 6 are associated with particular kinematic dimensions in the joint 7 with each other rotatably, and that the two are of the intersecting cranks 3 and 4 and coupling 4 and 3 enclosed triangles 7-8-9 and 7-10-11 similar to each other. According to a special case, this can be an isosceles thrust crank mechanism 1, 2, 3, 4 or 3, 4, 5, 6 , the cranks 3 or 4 and coupling 4 or 3 of the same length. In the general case, however, the slider crank mechanisms 1, 2, 3, 4 and 3, 4, 5, 6 are unequal legs and the cranks 3 and 4 and couplers 4 and 3 , which intersect, close according to FIG. 1 with their rotary joints 7 to 11 two oblique triangles 7-8-9 and 7-10-11 , the side lengths of the similarity condition
@W:7 - 8: 7 - 11 = @W:7 - 9: 7 - 10 = @W:8 - 9: 10 - 11@W: 7 - 8: 7 - 11 = @W: 7 - 9: 7 - 10 = @W: 8 - 9: 10 - 11
erfüllen. Bei diesen speziellen kinematischen Abmessungen werden alle Punkte der bewegten Greifbacken-Koppelebene 6 zwangläufig parallelgeführt, wenn Schieber 2 längs seiner Schubstange 1 bewegt wird. Die Parallelführung der Koppelebene 6 erfolgt exakt geradlinig längs die Schubachse A senkrecht kreuzender Geraden, wenn die vier invariablen Seitenlängen 7-8, 7-9, 7-10 und 7-11 der beiden Gelenkdreiecke 7-8-9 und 7-10-11 gleich lang sind; in diesem Sonderfall ist ein in axialer Richtung verschiebungsfreies Greifen möglich. Im Falle von zwei sich spiegelbildlich gegenüberliegenden Führungsgetrieben 1 bis 6, was unter Bezugsnahme auf Fig. 2 später noch näher erläutert wird, findet ein auch in radialer Richtung verschiebungsfreies Greifen statt; profilierte Greifbacken können dann in dementsprechend profilierte Werkstücke verschiebungsfrei eingreifen.fulfill. With these special kinematic dimensions, all points of the moving gripper jaw coupling plane 6 are inevitably guided in parallel when slide 2 is moved along its push rod 1 . The coupling plane 6 is guided exactly in a straight line along straight lines crossing the thrust axis A when the four invariable side lengths 7-8, 7-9, 7-10 and 7-11 of the two joint triangles 7-8-9 and 7-10-11 are the same length; In this special case, gripping without displacement in the axial direction is possible. In the case of two guide gears 1 to 6 lying opposite one another in mirror image, which will be explained in more detail later with reference to FIG. 2, gripping takes place also in the radial direction; profiled gripping jaws can then engage in correspondingly profiled workpieces without displacement.
Jeder der beiden sich kreuzenden Lenker (Kurbeln 3 bzw. 4 und Koppeln 4 bzw. 3) des sechsgliedrigen Führungsgetriebes 1 bis 6ist gemäß Fig. 1 mit mehreren Bohrungen 7 1 bis 7 4 versehen, deren Abstände zueinander so bemessen wird, daß die oben angegebene Ähnlichkeitsbedingung erfüllt ist, wenn zueinandergehörige Bohrungen 7 1 bis 4 ein Drehgelenk 7 bilden. Wenn beide Lenker 3, 4 im mittleren Drehgelenk 7 2 miteinander drehbeweglich verbunden sind, dann sind die beiden eingeschlossenen Gelenkdreiecke 7-8-9 und 7-10-11 einander gleich; die Parallelführung der bewegten Koppelebene 6 erfolgt dann exakt geradlinig sekrecht zur Schubachse A. Das Übersetzungsverhältnis des zwangläufigen sechsgliedrigen Führungsgetriebes 1 bis 6 läßt sich somit durch einfaches Umstecken eines Drehzapfens in zueinandergehörige Bohrungen 7 1 bis 4 zur Bildung des Drehgelenks 7 der sich kreuzenden Lenker 3, 4 nahezu beliebig verändern und den speziellen Randbedingungen der zu handhabenden Werkstücke anpassen. Ist das der Schubstange 1 nahe gelegene Gelenkdreieck 7-10-11 kleiner als das von dieser entfernte Gelenkdreieck 7-8-9, dann ergibt sich beim Hub des Schiebers 2 eine vglw. große Bewegung und somit große Spannweite des Greifbackens 6 und umgekehrt.Each of the two crossing handlebars (cranks 3 and 4 and coupling 4 and 3 ) of the six-link guide gear 1 to 6 is provided with several holes 7 1 to 7 4 according to FIG. 1, the distances between which are dimensioned such that the above specified similarity condition is met when holes 7 1 to 4 that form a swivel joint 7 . If both links 3, 4 are rotatably connected to one another in the central swivel joint 7 2 , then the two enclosed joint triangles 7-8-9 and 7-10-11 are identical to one another; the parallel coupling plane 6 is then guided in a straight line perpendicular to the thrust axis A. The gear ratio of the inevitable six-link guide gear 1 to 6 can thus be changed almost arbitrarily by simply repositioning a pivot pin in bores 7 1 to 4 to form the pivot joint 7 of the crossing links 3, 4 and adapting it to the special boundary conditions of the workpieces to be handled. If the triangle 7-10-11 close to the push rod 1 is smaller than the triangle 7-8-9 distant from it , then when the slide 2 is lifted, a cf. large movement and thus large span of the gripper jaw 6 and vice versa.
Der Antrieb des zwangläufigen sechsgliedrigen Führungsgetriebes 1 bis 6 erfolgt vom nicht dargestellten Greifarm des Handhabungsgeräts her, und zwar im Schubgelenk zwischen Schubstange 1 und Schieber 2. Dieses Schubgelenk 1, 2 kann als Schraubentrieb ausgebildet sein und mittels eines Elektromotors rotatorisch angetrieben werden. Es ist auch ein elektromagnetischer Antrieb denkbar. Gemäß Fig. 1 ist jedoch ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb vorgesehen:The inevitable six-link guide gear 1 to 6 is driven by the gripper arm (not shown) of the handling device, namely in the push joint between push rod 1 and slide 2 . This thrust joint 1, 2 can be designed as a screw drive and driven in rotation by means of an electric motor. An electromagnetic drive is also conceivable. According to FIG. 1, however, a hydraulic or pneumatic drive is provided:
Der Schieber 2 ist zu diesem Zweck zweistückig ausgebildet und besteht aus einem Bodenstück 18, an dessen einem Ende der schieberfeste Drehpunkt 11 des Lenkers 4 angreift. Auf das andere Ende des Bodenstücks 18 ist ein Hülsenteil 19 aufgeschraubt, das innen einen Zylinderraum aufweist, in dem ein fest mit der Schubstange 1 verbundener Kolben 20 verschiebbar angeordnet ist. Die Druckmittelzuführung erfolgt über eine hohle Schubstange 1, in der nahe dem Kolben 20 Bohrungen 21, 22 angeordnet sind, durch die das Druckmittel über Zuleitungen zu- bzw. abströmen kann. Die Druckmittelzuführung kann auch über flexible Zuleitungen erfolgen, wenn die Druckmittelzuleitungen nahe den axialen Enden im Zylinder 19 angeordnet sind. For this purpose, the slide 2 is formed in two parts and consists of a base piece 18 , at one end of which the slide-fixed pivot point 11 of the link 4 acts. A sleeve part 19 is screwed onto the other end of the base piece 18 and has a cylinder space inside, in which a piston 20, which is fixedly connected to the push rod 1 , is displaceably arranged. The pressure medium is supplied via a hollow push rod 1 , in which 20 bores 21, 22 are arranged near the piston, through which the pressure medium can flow in or out via supply lines. The pressure medium supply can also take place via flexible supply lines if the pressure medium supply lines are arranged near the axial ends in the cylinder 19 .
Der in Fig. 1 dargestellt Greifmechanismus kann auch mit seinem Schieber 2 greifarmfest angebracht sein. In diesem Fall bewegen sich die Greifbacken oder -finger 6 beim Schließen bzw. Öffnen ebenfalls parallel zueinander nach vorn bzw. hinten. Die Druckmittelzuführungen 21, 22 können dann im greifarmfesten Zylinder 19 angebracht sein.The gripping mechanism shown in Fig. 1 can also be attached with its slider 2 fixed to the gripper arm. In this case, the gripping jaws or fingers 6 also move forward or backward parallel to one another when closing or opening. The pressure medium feeds 21, 22 can then be attached in the gripper arm-fixed cylinder 19 .
Gemäß Fig. 1 ist der als Koppelebene geführte Greifbacken 6 auswechselbar an den Lenkern 3, 4 des Führungsgetriebes 1 bis 6 angebracht, damit eine schnelle Umrüstung von glatten Greiffingern 6 auf verschiedenartig profilierte Greifbacken 6 möglich ist. Die Schubachse B des Gleitsteins 5, an dem der eine Lenker 3 des Führungsgetriebes 1 bis 6 angreift, befindet sich deshalb an einem Zwischenstück 12, das mit dem Greifbacken 6 verschraubt ist. Das Ende des anderen Lenkers 4 greift an einem weiteren Zwischenstück 13 an, das ebenfalls mit dem Greifbacken 6 verschraubt ist. Das greifseitige Ende der Schubstange 1 ist in einem Ring 14 drehbar angebracht, an dem ein gehäusefester zweiter Greifbacken 17, dem bewegten ersten Greifbacken 6 gegenüberliegend, lösbar angeordnet ist. Die schubstangennahen Drehgelenke 10, 11 der beiden sich kreuzenden Lenker 3, 4 sind ebenfalls an Zwischenstücken 15 bzw. 16 angebracht, die lösbar mit dem Ring 14 bzw. dem Schieber 2 verbunden sind. Sowohl am Bodenstück 18 des Schiebers 2 als auch an dem an der Schubstange 1 angebrachten Ring 14 sind mehrere Adaptionsmöglichkeiten für Zwischenstücke 15 bzw. 16 vorgesehen, damit sich der Greifmechanismus schnell und einfach umrüsten läßt, wenn die zu handhabenden Werkstücke einen größeren Greifbereich und bzw. oder ein auch in radialer Richtung verschiebungsfreies Greifen erfordern, wie dies unter Bezugnahme auf Fig. 2 nachstehend erläutert ist:Referring to FIG. 1, the guided coupling plane as jaws 6 is attached exchangeably on the guide rods 3, 4 of the guide mechanism 1 to 6, so that a rapid conversion of smooth gripping fingers 6 to variously profiled jaws 6 is possible. The thrust axis B of the sliding block 5 , on which one arm 3 of the guide gear 1 to 6 engages, is therefore located on an intermediate piece 12 which is screwed to the gripping jaw 6 . The end of the other link 4 engages a further intermediate piece 13 , which is also screwed to the gripping jaw 6 . The gripping-side end of the push rod 1 is rotatably mounted in a ring 14 , on which a second gripping jaw 17 fixed to the housing, opposite the moving first gripping jaw 6 , is detachably arranged. The pivot joints 10, 11 near the push rod of the two crossing links 3, 4 are also attached to intermediate pieces 15 and 16 , which are detachably connected to the ring 14 and the slide 2 . Both on the bottom piece 18 of the slide 2 and on the ring 14 attached to the push rod 1 , several adaptation options for intermediate pieces 15 and 16 are provided, so that the gripping mechanism can be converted quickly and easily if the work pieces to be handled have a larger gripping area and / or or require a grip that is also free of displacement in the radial direction, as explained below with reference to FIG. 2:
Schieber 2 ist zunächst als greifarmfestes Bezugssystem zu betrachten. Anstelle des schubstangenfesten Greifbackens 17 ist am Ring 14 der Lenker 4 eines weiteren Führungsgetriebes 1 bis 6 über ein Zwischenstück 16, dem ersten Führungsgetriebe 1 bis 6 spiegelbildlich gegenüberliegend, lösbar angebracht. Der andere Lenker 3 dieses zweiten Führungsgetriebes 1 bis 6 greift in analoger Weise über das Zwischenstück 15 am Bodenstück 18 des Schiebers 2 an. Die vier Schenkel der beiden sich kreuzenen Lenker 3, 4 sind alle gleich lang. Ring 14 und Schieber 2 sind beiden Führungsgetrieben 1 bis 6 gemeinsam, so daß beide Greifbacken 6 zwangläufig zueinander exakt geradlinig parallelgeführt werden. In weiterer Abwandlung zur Ausführungsform nach Fig. 1 ist gemäß Fig. 2 der Schieber 2 gehäusefest am nicht dargestellten Greifarm des Handhabungsgerät angebracht und die Schubstange 1 ist axial verschiebbar im Zylinderraum des Hülsenteils 19 geführt; im Schubgelenk 1, 2 hat also eine sog. Paarumkehrung stattgefunden, so daß die Schubstange 1 nunmehr der eigentliche Schieber ist, während der Schieber 2 die greifarmfeste Schubführung bildet. Aus diesem Grund sind die Führungsgetriebe 1 bis 6 spiegelbildlich zu den Drehgelenken 7 der sich jeweils kreuzenden Lenker 3, 4 angeordnet, so daß sich die Gleitsteine 5 samt Zwischenstücken 12 nunmehr auf der Greifseite an den zugehörigen Greifbacken 6 befinden und die Lenker 4 jeweils an den greifarmseitigen Enden der Greifbacken 6 über Zwischenstücke 13 angreifen. In dieser Anordnung sind die Druckmittelzuleitungen 21 und 22 am Schieber 2 greifarmfest. Die Schubstange 1 kann am Kolben 20 enden, kann aber gemäß Fig. 2 auch durch den Zylinder 19 hindurchgeführt sein, um bestimmte Aufgaben, wie z. B. eine Prüfung des Werkstückdurchmessers zu übernehmen.Slider 2 is initially to be regarded as a reference system that is fixed to the gripper arm. Instead of the gripper jaw 17 which is fixed to the push rod, the link 4 of a further guide gear 1 to 6 is detachably attached to the ring 14 via an intermediate piece 16 , opposite the first guide gear 1 to 6 in mirror image. The other link 3 of this second guide gear 1 to 6 engages in an analogous manner via the intermediate piece 15 on the base piece 18 of the slide 2 . The four legs of the two crossed links 3, 4 are all of the same length. Ring 14 and slide 2 are common to both guide gears 1 to 6 , so that both gripper jaws 6 are necessarily guided in parallel in a straight line. In a further modification to the embodiment according to FIG. 1, according to FIG. 2 the slide 2 is attached to the gripping arm of the handling device, not shown, and the push rod 1 is guided axially displaceably in the cylinder space of the sleeve part 19 ; a so-called pair reversal has therefore taken place in the push joint 1, 2 , so that the push rod 1 is now the actual slide, while the slide 2 forms the gripper arm-fixed push guide. For this reason, the guide gears 1 to 6 are mirror images of the swivel joints 7 of the crossing arms 3, 4 , so that the sliding blocks 5 together with spacers 12 are now on the gripping side of the associated gripping jaws 6 and the handlebars 4 are each on the gripping arm-side ends of the gripping jaws 6 via spacers 13 . In this arrangement, the pressure medium supply lines 21 and 22 on the slide 2 are gripper arm-proof. The push rod 1 can end on the piston 20 , but can also be guided through the cylinder 19 according to FIG. 2 to perform certain tasks, such as. B. to take over a check of the workpiece diameter.
Bodenstück 18 und Hülsenteil 19 von Schieber 2 können wiederum miteinander verschraubt sein, gemäß Fig. 2 ist das Bodenstück 18 samt den beiden einander spiegelbildliche gegenüberliegenden Führungsgetrieben 1 bis 6 und Schubstange 1 mit Kolben 20jedoch mittels eines Wälzlagers 28 drehbar im greifarmfesten Hülsenteil 19 gelagert. Der Zylinderraum ist am offenen Ende des Hülsenteils 19 mit einem Dichtring 29 abgeschlossen. In dieser Anordnung lassen sich rotierende Werkstücke handhaben, bspw. können also aufgewickelte Spulen bei laufender Maschine gegen Leerspulen ausgetauscht werden; die durch den Zylinder 19 geführte Schubstange 1 kann zur Messung der Drehzahl der rotierenden Werkstücke und ähnlichem verwendet werden.Bottom piece 18 and sleeve part 19 of slide 2 can in turn be screwed together, as shown in FIG. 2, the bottom piece 18 together with the two opposite mirror-image guide gears 1 to 6 and push rod 1 with piston 20 is rotatably mounted in the gripper arm-fixed sleeve part 19 by means of a roller bearing 28 . The cylinder chamber is closed at the open end of the sleeve part 19 with a sealing ring 29 . Rotating workpieces can be handled in this arrangement, for example wound coils can be exchanged for empty coils while the machine is running; the push rod 1 guided through the cylinder 19 can be used to measure the rotational speed of the rotating workpieces and the like.
Ein zusätzlicher Ring 26 ist gemäß Fig. 2 axial verschiebbar auf der Schubstange 1 angeordnet, an dem zwei weitere Kurbeln 25 im Drehgelenk 24 angreifen, die jeweils mit dem am Zwischenstück 16 angelenkten Lenker 4 des zugehörigen Führungsgetriebes 1 bis 6 im Drehgelenk 23 verbunden sind. Zwischen dem schubstangenfesten Ring 14 und dem auf der Schubstange 1 verschiebbaren Ring 26 befindet sich eine Zug- oder Druckfeder 27, die die Greifbacken 1 über die zwangläufigen Führungsgetriebe 1 bis 6 radial nach außen bzw. innen drängt. Somit genügt zum Antrieb des Greifmechanismus eine einseitige Beaufschlagung des Kolbens 20 mit Druckmittel, so daß die Druckmittelzuführung 21 samt Dichtring 29 entfallen kann; die Bewegung in die andere Richtung erfolgt mittels Federkraft. Wie in Fig. 2 dargestellt, können die Kurbeln 25 relativ kurz ausgeführt sein, so daß ein kurzer Hub der Feder 27 zum Durchfahren des gesamten Greifbereichs genügt.An additional ring 26 is arranged according to FIG. 2 axially displaceably on the push rod 1 , on which two further cranks 25 act in the swivel joint 24 , each of which is connected to the link 4 of the associated guide gear 1 to 6 articulated on the intermediate piece 16 in the swivel joint 23 . Between the push rod fixed ring 14 and the sliding on the push rod 1 ring 26 there is a tension or compression spring 27 which urges the gripping jaws 1 radially outwards or inwards via the positive guide gears 1 to 6 . Thus, one-sided loading of the piston 20 with pressure medium is sufficient to drive the gripping mechanism, so that the pressure medium supply 21 together with the sealing ring 29 can be omitted; the movement in the other direction takes place by means of spring force. As shown in Fig. 2, the cranks 25 can be made relatively short, so that a short stroke of the spring 27 is sufficient to pass through the entire gripping area.
Das übersetzungsverhältnis zwischen dem Hub der Schubstange 1 und dem Greifbereich der Greifbacken 6 ist wiederum in der unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläuterten Weise durch Umstecken des Drehbolzens des Drehgelenks 7 in zueinandergehörige Bohrungen 7 1 bis 4 unter Beachtung der Ähnlichtkeitsbedingung der von den sich jeweils kreuzenden Lenkern 3, 4 eingeschlossenen Gelenkdreiecke 7-8-9 bzw. 7-10-11 in weiten Grenzen veränderbar. Zweckmäßigerweise greifen die zusätzlichen Kurbeln 25 mit ihrem Drehgelenk 23 in die nächstgelegene Bohrung 7 1 ein.The transmission ratio between the stroke of the push rod 1 and the gripping area of the gripping jaws 6 is in turn explained in more detail with reference to FIG. 1 by repositioning the pivot pin of the swivel joint 7 into mutually associated bores 7 1 to 4, taking into account the similarity condition of the each crossing handlebars 3, 4 enclosed triangles 7-8-9 and 7-10-11 changeable within wide limits. The additional cranks 25 expediently engage with their swivel joint 23 in the closest bore 7 1 .
Auch beim Greifmechanismus gemäß Fig. 2 läßt sich eine kinematische Umkehrung verwirklichen, d. h. die Schubstange 1 kann greifarmfest angebracht sein und Schieber 2 ist axial beweglich. In diesem Fall bewegen sich die parallelgeführten Greifbacken oder -finger 6 beim Öffnen nach vorn und beim Schließen nach hinten.Also in the gripping mechanism shown in FIG. 2, a kinematic reversal can be realized, that the connecting rod 1 can be attached firmly gripping arm and the slider 2 is axially movable. In this case, the parallel gripping jaws or fingers 6 move forward when opening and backwards when closing.
Gemäß den Fig. 3 und 4 ist wiederum der Schieber 2 beweglich auf der greifarmfesten Schubstange 1 angeordnet und die Führungsgetriebe 1 bis 6 sind gemäß Fig. 1 aufgebaut. Zwischen den abnehmbaren Greifbacken oder -fingern 6 und den greifbackenfesten Schubführungen 12 lassen sich jeweils spitzwinklige Keile 30 einsetzen, die die Neigung der Schubrichtung B der zweiten Schubkurbelgetriebe 3, 4, 5, 6 zu der Schubrichtung A der ersten Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 etwas verändern. Die Spitze der Keile 30 kann gemäß Fig. 3 zum zu handhabenden Werkstück hin oder gemäß Fig. 4 von diesem weg weisen. Abhängig von der Richtung der untergesetzten Keile 30 lassen sich Werkstücke mit im wesentlichen konisch verlaufender Oberfläche nahezu verschiebungsfrei greifen. Referring to FIGS. 3 and 4 is in turn the slide 2 movably arranged on the gripper arm fixed connecting rod 1 and the guide mechanism 1 to 6 are shown in FIG. 1 constructed. Between the detachable gripper jaws or fingers 6 and the gripper jaw-fixed slide guides 12 , respectively acute-angled wedges 30 can be inserted, which adjust the inclination of the thrust direction B of the second thrust crank gear 3, 4, 5, 6 to the thrust direction A of the first thrust crank gear 1, 2, 3, 4 change something. The tip of the wedges 30 can according to FIG. 3 to be handled workpiece towards or FIG. 4 are away from this. Depending on the direction of the wedges 30 placed underneath, workpieces with an essentially conical surface can be gripped almost without displacement.
Die Bahnkurven der Greifbacken oder -finger 6 verlaufen nun nicht mehr geradlinig parallel. In der Anordnung gemäß Fig. 3 können die mit dicker Strichstärke dargestellten und zueinander parallel ausgerichteten Greifbacken 6 ein konisches Werkstück von außen umgreifen und passen sich beim Schließen, in Abhängigkeit von der Neigung der untergesetzten Keile 30, der konischen Oberfläche des Werkstücks an, wie dies in dünner Strichstärke dargestellt ist. Gemäß Fig. 4 greifen parallel ausgerichtete Greifbacken oder -finger 6 von innen in ein konisches Werkstück ein, in dicker Strichstärke dargestellt, und passen sich beim Öffnen der konischen Oberfläche des zu handhabenden Werkstücks an, in dünner Strichstärke dargestellt. Die von den sich kreuzenden Lenkern 3, 4 eingeschlossenen Gelenkdreiecke 7-8-9 und 7-10-11 sind wiederum einander ähnlich und das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebsbewegung und dem Hub der Greifbacken oder -finger 6 ist in der unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläuterten Weise verstellbar.The trajectories of the gripping jaws or fingers 6 no longer run in parallel in a straight line. In the arrangement according to FIG. 3, the gripping jaws 6 shown in thick line and aligned parallel to each other can grip around a conical workpiece from the outside and adapt to the conical surface of the workpiece when closing, depending on the inclination of the wedges 30 below, as this is shown in thin line width. According to Fig. 4 engage parallel aligned jaws or shown from the inside in a conical workpiece a, in thicker line thickness -finger 6, and the conical surface fit shown of the to-use workpiece on, in thin line width when opened. The articulated triangles 7-8-9 and 7-10-11 enclosed by the crossing links 3, 4 are in turn similar to one another and the transmission ratio between the drive movement and the stroke of the gripping jaws or fingers 6 is that with reference to FIG. 1 adjustable manner adjustable.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, lassen sich auch drei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Führungsgetriebe 1 bis 6 zueinander sternförmig versetzt rund um die greifarmfeste zentrale Schubachse A auf dem gemeinsamen Schieber 2 und dem gemeinsamen Ring 14 anordnen. Aufgrund des bestehenden Zwanglaufs zwischen allen drei Greifbacken 6 werden runde Werkstücke in dieser Anordnung sowohl beim Innen- als auch beim Außengreifen selbsttätig zentriert.As can be seen from FIG. 5, three of the guide gears 1 to 6 described with reference to FIG. 1 can also be arranged in a star-shaped manner offset from one another around the central thrust axis A fixed on the gripper arm on the common slide 2 and the common ring 14 . Due to the existing forced movement between all three gripping jaws 6 , round workpieces are automatically centered in this arrangement both when gripping inside and outside.
Die beiden sich kreuzenden Lenker 3, 4 der Führungsgetriebe 1 bis 6 sind gemäß Fig. 5 paarweise vorhanden und greifen beidseits an den zugehörigen Zwischenstücken 13, 15, 16 und dem Gleitstein 5 an. Die Druckmittelzuführungen 21, 22 zum Zylinderraum im Hülsenteil 19 befinden sich innerhalb der greifarmfesten Schubstange 1 und münden beidseits vom Kolben 20 in die zugehörigen Druckräume. In der dargestellten räumlichen Versetzung der drei Führungsgetriebe 1 bis 6 kann eine zwangläufige Führung zwischen Schieber 2 und Schubstange 1 gänzlich entfallen; der schubführungslose Schieber 2 bewegt sich nämlich auch freischwebend, d. h. ohne Schubstange 1, zwangläufig auf seiner geradlinigen Bahn und kann in der einen Bewegungsrichtung über Zugmittel und in der anderen Bewegungsrichtung über Federmittel oder in beiden Bewegungsrichtungen über Zugmittel angetrieben werden, wenn bspw. Werkstücke unter hoher Temperatur zu handhaben sind, die einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb nicht zuläßt.The two crossing links 3, 4 of the guide gears 1 to 6 are present in pairs according to FIG. 5 and act on both sides of the associated intermediate pieces 13, 15, 16 and the sliding block 5 . The pressure medium feeds 21, 22 to the cylinder space in the sleeve part 19 are located within the gripper arm-fixed push rod 1 and open on both sides of the piston 20 into the associated pressure spaces. In the spatial displacement of the three guide gears 1 to 6 shown , a positive guidance between the slide 2 and the push rod 1 can be completely omitted; the slide guide-free slide 2 also moves freely, that is, without a push rod 1 , inevitably on its straight path and can be driven in one direction by means of traction means and in the other direction by means of spring means or in both directions of movement by means of traction means, for example if workpieces are at a high level Temperature that must not be handled by a hydraulic or pneumatic drive.
Gemäß Fig. 6 sind zwei Gruppen zusammengehöriger Führungsgetriebe mit 1′ bis 6′ bzw. 1″ bis 6″ bezeichnet. Diese beiden Gruppen ′ bzw. ″ sind sowohl zueinander als auch untereinander rund um die zentrale greifarmfeste Schubachse A versetzt angeordnet; der Einfachheit halber sind nur jeweils ein Führungsgetriebe 1 bis 6 der einen ′ und der anderen Gruppen ″ in die Zeichenebene hineingeklappt dargestellt. Jede Gruppe ′ bzw. ″ zusammengehöriger Führungsgetriebe 1 bis 6 kann aus zwei einander spiegelbildlich gegenüberliegenden oder aus drei zueinander sternförmig versetzten Führungsgetrieben 1 bis 6 bestehen. Der zentrale Schieber 2 weist zwei konzentrisch ineinander angeordnete Bodenstücke 18′ und 18″ auf. Die sich kreuzenden Lenker 3, 4 zusammengehöriger Gruppen ′ bzw. ″ sind in unterschiedlichen Abständen e′ und e″ am Ring 14 bzw. am zugehörigen Bodenstück 18′ bzw. 18″ drehbeweglich angebracht. Die Bodenstücke 18′, 18″ können samt den nicht dargestellten Hülsenteilen 19′ bzw. 19″ entweder fast miteinander verbunden sein und von einem gemeinsamen Antrieb bewegt werden oder aber in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sein und unabhängig voneinander angetrieben werden:6, two groups of associated guide gears are designated 1 ' to 6' or 1 " to 6" . These two groups ' and ″ are staggered both to each other and to each other around the central gripper arm fixed thrust axis A ; for the sake of simplicity, only one guide gear 1 to 6 of one ' and the other groups ″ are shown folded into the plane of the drawing. Each group ' or ″ associated guide gears 1 to 6 can consist of two mirror gears opposite one another or of three guide gears 1 to 6 offset in a star shape. The central slide 2 has two concentrically arranged bottom pieces 18 ' and 18 " . The crossing handlebars 3, 4 associated groups ' and ″ are rotatably mounted at different distances e' and e ″ on the ring 14 and on the associated base piece 18 ′ and 18 ″ . The bottom pieces 18 ′, 18 ″ , together with the sleeve parts 19 ′ or 19 ″, which are not shown, can either be almost connected to one another and moved by a common drive, or they can be displaced in the axial direction relative to one another and driven independently of one another:
Im Falle von zwei sich senkrecht kreuzenden Gruppen ′ bzw. ″ von je zwei sich einander spiegelbildlich gegenüberliegenden Führungsgetrieben 1 bis 6, die von einem gemeinsamen Antrieb zusammen bewegt werden, lassen sich mit den vorhandenen vier Greifbacken 6′, 6″ rechtwinklige Werkstücke, wie z. B. elektronische Mikrochips, von allen Seiten greifen.In the case of two perpendicularly crossing groups ' or ″ of two mutually opposite guide gears 1 to 6 , which are moved together by a common drive, can be used with the four gripping jaws 6', 6 ″ rectangular workpieces, such as . B. electronic microchips, grab from all sides.
Sind bspw. zwei Gruppen ′ bzw. ″ von je drei zueinander sternförmig versetzten Führungsgetriebe 1 bis 6 vorhanden, die voneinander unabhängig angetrieben werden, dann können zwei verschiedene Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers nacheinander gegriffen werden; in gleicher Weise ist es möglich, ein und dasselbe Werkstück, wie z. B. einen Autoreifen, auf zwei verschiedenen Durchmessern gleichzeitig zu greifen. Es ist auch eine bzgl. der Schubachse A exzentrische Anbringung der Führungsgetriebe 1′ bis 6′ bzw. 1″ bis 6″ am Ring 14 bzw. den zugehörigen Bodenstücken 18′ bzw. 18″ möglich, um Werkstücke mit exzentrischen Durchmessern, wie z. B. Kurbelwellen zu handhaben. Dabei lassen sich die beiden voneinander unabhängigen Antriebe aber auch miteinander derart koppeln, daß das Schließen bzw. Öffnen der Greifbacken 6′, 6″ jeder Gruppe ′ bzw. ″ in der gewünschten Reihenfolge stattfindet.If, for example, there are two groups ′ or ″ of three guide gears 1 to 6 , which are offset in a star shape and are driven independently of one another, then two different workpieces of different diameters can be gripped one after the other; in the same way it is possible to use one and the same workpiece, such as. B. a car tire to grip on two different diameters at the same time. It is also possible with respect to the thrust axis A eccentric attachment of the guide gear 1 ' to 6' or 1 ″ to 6 ″ on the ring 14 or the associated base pieces 18 ' or 18 ″ to workpieces with eccentric diameters, such as. B. to handle crankshafts. The two mutually independent drives can also be coupled with one another in such a way that the closing or opening of the gripping jaws 6 ', 6 "of each group " or " takes place in the desired order.
Fig. 7 stellt in den Darstellungen a) bis d) die vier grundsätzlichen Varianten des sechsgliedrigen zwangläufigen Führungsgetriebes 1 bis 6 nochmals schematisch gegenüber. Jeder der vier Greifmechanismen kann in der vorstehend näher beschriebenen Weise in einfacher Anordnung vorhanden sein, es können jeweils zwei einander spiegelbildlich gegenüberliegen oder drei oder mehr der Führungsgetriebe 1 bis 6 sternförmig versetzt in einer oder mehreren zusammengehörigen Gruppen auf dem gemeinsamen angetriebenen Schieber rund um die gemeinsame greifarmfeste Schubachse angeordnet sein. Die Darstellungen a) und b) zeigen das Führungsgetriebe 1 bis 6 gemäß Fig. 1, bei dem sich die beiden Schubgelenke 1, 2 und 5, 6 an verschiedenen Lenkern 3 bzw. 4 befinden und sich auf der Greifarmseite gegenüberliegen, mit greifarmfester Schubstange 1 (Fig. 7a) bzw. greifarmfestem Schieber 2 (Fig. 7b). In den Darstellungen c) und d) ist ein Führungsgetriebe 1 bis 6 gemäß Fig. 2 gezeigt, bei dem sich beide Schubgelenke 1, 2 und 5, 6 am selben Lenker 3 befinden, wobei das angetriebene Schubgelenk 1, 2 greifarmseitig angeordnet ist. Gemäß Fig. 7c ist wiederum die Schubstange 1 greifarmfest, während gemäß Fig. 7d der Schieber 2 greifarmfest angebracht ist. Die Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 und 3, 4, 5, 6 sind der Einfachheit halber zentrisch dargestellt. Bei nicht zentrischen Schubkurbelgetriebe 1, 2, 3, 4 und 3, 4, 5, 6 lassen sich die Greifbacken 6 ebenfalls parallel zueinander führen, wenn die Schubachsen A, B nicht parallel zueinander verlaufen. FIG. 7 again schematically shows the four basic variants of the six-link positive guide gear 1 to 6 in the representations a) to d). Each of the four gripping mechanisms can be provided in a simple arrangement in the manner described in more detail above, there can be two mirror images opposite each other or three or more of the guide gears 1 to 6 offset in a star shape in one or more associated groups on the common driven slide around the common one gripper arm-fixed thrust axis. The representations a) and b) show the guide gear 1 to 6 according to FIG. 1, in which the two thrust joints 1, 2 and 5, 6 are on different links 3 and 4 and are located opposite one another on the gripper arm side, with a gripper arm-fixed push rod 1 ( Fig. 7a) or gripper arm-fixed slide 2 ( Fig. 7b). In the illustrations c) and d) a guide gear 1 to 6 according to FIG. 2 is shown, in which both thrust joints 1, 2 and 5, 6 are on the same link 3 , the driven thrust joint 1, 2 being arranged on the gripper arm side. According to FIG. 7c, the push rod 1 is again fixed to the gripper arm, while according to FIG. 7d the slide 2 is fixed to the gripper arm. The sliding crank gear 1, 2, 3, 4 and 3, 4, 5, 6 are shown centrally for the sake of simplicity. In the case of non-centric thrust crank gear 1, 2, 3, 4 and 3, 4, 5, 6 , the gripping jaws 6 can also be guided parallel to one another if the thrust axes A, B are not parallel to one another.
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