DE3610317A1

DE3610317A1 - Automatische zentrier- und greifvorrichtung

Info

Publication number: DE3610317A1
Application number: DE19863610317
Authority: DE
Inventors: Richard J Lessway
Original assignee: Arobotech Systems Inc
Current assignee: AROBOTECH SYSTEMS, INC., MADISON HEIGHTS, MICH., U
Priority date: 1985-07-25
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-02-05
Also published as: US4650237A; CA1233322A; DE3610317C2

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Zentrier- und Greifvorrichtung.

Es ist im Werkzeugmaschinenbau bekannt, lange, zy lindrische Werkstücke für Schleif- und Dreharbeiten mittels stationärer Stützen drehbar zu lagern. Es ist aus der Roboter-Greiftechnik auch bekannt, mittels Greif vorrichtungen Werkstücke zwischen vorgegebenen Po sitionen zu bewegen. Der Nachteil bekannter stationä rer Stütz- und Greifeinrichtungen liegt darin, daß ihr Einsatzbereich sehr begrenzt ist und sie nicht dazu aus gelegt sind, das Werkstück automatisch zu zentrieren und zu greifen.

Der Nachteil herkömmlicher stationärer Stütz- und Greifeinrichtungen liegt auch darin, daß ihre mit dem Werkstück in Eingriff stehenden Bauteile nur entlang einer einzigen Achse bewegbar sind, wodurch die Mög lichkeit, unterschiedliche Zentrier- und Greifvorgänge auszuführen stark eingeschränkt ist. Zwar wird bei eini gen herkömmlichen Greifeinrichtungen behauptet, daß sie eine Parallel-Bewegung ermöglichen, doch bewegen sich tatsächlich die Greifarme auf einem Bogen. Haben deshalb die Greifarme eine V-förmige Greifklaue oder V-förmige Finger, so ist es erforderlich, die Steuerung der Greifeinrichtung für jede Größe des Werkstückes neu zu programmieren, da bei unterschiedlichen Durch messern die V-förmigen Greifklauen entlang dem bo genförmigen Weg unterschiedliche Positionen einneh men. Es werden zwar auch Greifer mit einer tatsächlich parallelen Bewegung angeboten, doch weisen diese den Nachteil auf, daß ihre Greifarme entlang einer Achse nur eine sehr kurze Bewegung ausführen können. Auch liegt ein Nachteil derartiger bekannter Greifvorrichtun gen mit paralleler Bewegung darin, daß sie nicht für Werkstücke mit sehr unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden können. Es mangelt diesen Geräten also an der geforderten Vielseitigkeit. Es ist auch eine stationäre Abstützung mit einer genauen Zentrierung bekannt, wobei ein zentrales Futter und zwei Seiten- Futter vorgesehen sind, um eine Bewegung entlang nur einer Achse zu ermöglichen (US-PS 43 99 639).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auto matische Zentrier- und Greifvorrichtung zu schaffen, welche ohne aufwendige Justier- und Programmierar beiten Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmes sern verarbeiten kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen be schrieben.

Gemäß der Erfindung wird also eine automatische Zentrier- und Greifvorrichtung bereitgestellt, die eine Vielzahl von Greifarmen aufweist, welche entlang zwei er Achsen bewegbar sind und welche wahlweise entwe der mit inneren oder mit äußeren Greifklauen oder -fin gern versehen sind, um ein Werkstück zu erfassen und zu zentrieren oder um es zwischen ausgewählten Posi tionen zu bewegen. Die erfindungsgemäße automati sche Zentrier- und Greifvorrichtung kann Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern halten, ohne daß jeweils eine Neujustierung oder Umprogrammierung der Steuerung der Vorrichtung erforderlich ist und ohne daß wiederholt der Mittelpunkt des Werkstückes in Längsrichtung gefunden werden muß. Die Erfindung läßt sich vielfältig bei der Handhabung, beim Halten oder beim Bearbeiten von Werkstücken einsetzen, ins besondere bei Roboter-Armgreifern, Greif- und Posi tioniereinrichtungen, Werkstück-Halteeinrichtungen oder stationären Abstützungen und Meßköpfen.

Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung ermöglicht die Bewegung der Greifklauen in Quer- und Längsrich tung, um mit einem Werkstück in Eingriff zu kommen. Die Vorrichtung kann Werkstücke mit kleinen und gro ßen Durchmessern greifen, ohne daß die Steuerung für den Greifvorgang jeweils gesondert programmiert wer den muß, und es können auch starke Greifkräfte beim Bewegen eines Werkstückes zwischen Arbeitsstellun gen aufgebracht werden.

In einem Ausführungsbeispiel bewegen sich die mit dem Werkstück in Eingriff stehenden Greifklauen in entgegengesetzten Querrichtungen, um am Werkstück sowohl nach unten als auch quer nach innen und nach außen gerichtete Greifkräfte zu erzeugen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erfolgt die Bewegung der Greifteile in Querrichtung aufeinander zu und voneinander weg entlang gleicher paralleler Li near-Wege, um genaue zweidimensionale Greifbewe gungen zu ermöglichen, was insbesondere bei der ge nauen Positionierung von Werkstücken oder bei Robo ter-Greifarmen erwünscht ist.

Die automatische Zentrier- und Greifvorrichtung ge mäß der Erfindung ist so ausgelegt, daß eine Vielzahl derartiger Vorrichtungen zusammenwirkend eingesetzt werden kann, so daß die zum Laden oder Entfernen eines Werkstückes oder zum Zentrieren erforderlichen Bewegungen auf ein Minimum reduziert werden. Die automatische Zentrier- und Greifvorrichtung gemäß der Erfindung weist einen kompakten Aufbau auf. Sie kann um ihre Längsachse gedreht werden und benötigt hierfür ein Minimum an Raum. Sie ist ebenfalls sehr flach gebaut, so daß sie bis hinab zu einer Werkstücke tragenden Einrichtung, wie einer Palette, bewegt wer den kann, um dort ein Werkstück zu ergreifen.

Die erfindungsgemäße automatische Zentrier- und Greifvorrichtung weist ein Gehäuse auf, mit zwei Sei tenplatten, einer vorderen Abdeckplatte und einer rück wärtigen Platte. Ein Betätigungskörper ist gleitend im Gehäuse angeordnet und an seinem unteren Ende mit einer Kraft-Erzeugungseinrichtung verbunden, um in Längsrichtung im Gehäuse bewegt zu werden. Ein Paar von Greifarmen ist gleitend auf dem Betätigungskörper montiert und steht in Eingriff mit einer Führungsfläche, so daß der Betätigungskörper in Längsrichtung aus dem Gehäuse in Richtung auf ein Werkstück bewegt wird, wobei die Greifarme zunächst in Längsrichtung und parallel zueinander entlang der Längsachse nach außen aus dem Gehäuse bewegt werden und sodann in Quer richtung entweder unter einem spitzen Winkel oder senkrecht zur Längsachse in Zentrier- oder Halteein griff mit dem Werkstück bewegt werden. Wird der Be tätigungskörper nach innen in das Gehäuse bzw. vom Werkstück weg bewegt, so werden die Greifarme vom Werkstück weggezogen, um dieses freizugeben.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer zwei-achsigen auto matischen Zentrier- und Greifvorrichtung, bei der die Greifarme in einer das Werkstück freigebenden Stel lungsind;

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1, bei der die Greif arme entlang einer Achse in die Zentrierstellung bezüg lich des Werkstückes bewegt sind;

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Greif arme mit dem Werkstück in Eingriff stehen;

Fig. 4 einen Seiten-Aufriß der in Fig. 1 gezeigten au tomatischen Zentrier- und Greifvorrichtung entlang der Linie 4-4, in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig. 5 eine Vorderansicht des in der automatischen Zentrier- und Greifvorrichtung gemäß Fig. 1 Verwen dung findenden Betätigungskörpers;

Fig. 6 einen Aufriß des in Fig. 5 gezeigten Betäti gungskörpers von rechts, entlang der Linie 6-6 in Rich tung der Pfeile;

Fig. 7 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 gezeigten Be tätigungskörper in der Ebene 7-7;

Fig. 8 eine Ansicht der Innenseite der rückwärtigen Abdeckplatte, die bei der in Fig. 4 gezeigten automati schen Zentrier- und Greifvorrichtung Verwendung fin det, wobei die Ansicht in der Ebene 8-8 der Fig. 4 er folgt;

Fig. 9 eine Ansicht der rückwärtigen Abdeckplatte gemäß Fig. 8 von unten, in der Ebene 9-9 der Fig. 8;

Fig. 10 einen rechten Seitenaufriß der in Fig. 4 ge zeigten automatischen Zentrier- und Greifvorrichtung entlang der Linie 10-10, wobei die rechte Seitenplatte der in Fig. 1 gezeigten automatischen Zentrier- und Greifvorrichtung zu erkennen ist;

Fig. 11 einen rechten Seitenaufriß der rechten Seiten platte entlang der Linie 11-11 der Fig. 10;

Fig. 12 eine Bodenansicht der Montageplatte für die Kraftversorgung entlang der Linie 12-12 der Fig. 1;

Fig. 13 eine Seitenansicht eines der beiden identi schen Greifarme, welche bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Greifvorrichtung Verwendung finden;

Fig. 14 eine Draufsicht von oben auf den in Fig. 13 gezeigten Greifarm, gesehen in Richtung der Pfeile 14-14;

Fig. 15 eine Ansicht einer der Nockenscheiben, die bei einer automatischen Zentrier- und Greifvorrichtung gemäß Fig. 1 Verwendung finden;

Fig. 16 einen rechten Seitenaufriß der in Fig. 15 ge zeigten Nockenscheibe in Richtung der Pfeile 16-16;

Fig. 17 eine Explosionsdarstellung der Montagewelle für die Greifer-Rolle, die beim Ausführungsbeispiel ge mäß Fig. 1 Verwendung findet;

Fig. 18 eine Vorderansicht eines zweiten Ausfüh rungsbeispieles einer zwei-achsigen automatischen Zentrier- und Greifvorrichtung, wobei die Greifarme in einer das Werkstück freigebenden Stellung sind;

Fig. 19 eine Vorderansicht entsprechend der Fig. 18, wobei die Greifarme entlang einer Achse bezüglich des Werkstückes in die Zentrierstellung bewegt sind; und

Fig. 20 eine teilweise Vorderansicht der in Fig. 18 ge zeigten Vorrichtung, wobei die Greifarme das Werk stück erfassen.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine automatische Zentrier- und Greifvorrichtung. Ein langgestrecktes, zylindrisches Werkstück 11, wie bei spielsweise eine langgestreckte Welle, soll zentriert und an seiner Außenfläche erfaßt werden, so daß es bearbei tet oder zwischen unterschiedlichen Stellungen bewegt werden kann. Die automatische Zentrier- und Greifvor richtung kann auf einem herkömmlichen Roboterarm angeordnet sein, welcher seinerseits in herkömmlicher Weise gesteuert wird.

Gemäß den Fig. 1 und 4 weist die automatische Zen trier- und Greifvorrichtung ein Gehäuse auf mit einer vorderen Abdeckplatte 12, einer hinteren Abdeckplatte 13 (Fig. 4) und linken und rechten Seitenplatten 14 bzw. 15. Eine Bodenplatte 18 dient auch der Energiezufuhr oder zur Montage eines energiezuführenden Zylinders. Die vorderen und rückwärtigen Abdeckplatten 12 bzw. 13 sind identisch und können deshalb ausgetauscht wer den. Entsprechendes gilt für die Seitenplatten 14 und 15. Die Abdeckplatten 12 und 13, die Seitenplatten 14 und 15 sowie die Bodenplatte 18 sind beispielsweise aus Alu minium gefertigt.

Wie den Fig. 2 und 5 zu entnehmen ist, weist die auto matische Zentrier- und Greifvorrichtung 10 einen Betä tigungskörper 19 auf, der verschiebbar im Gehäuse montiert ist. Der Betätigungskörper kann ebenfalls aus Aluminium gefertigt sein. Wie in den Fig. 1 und 2 ge zeigt ist, weist die automatische Zentrier- und Greifvor richtung 10 ein Paar von Greif- und Zentrierarmen 21, 22 auf, welche eine identische Struktur haben und eben falls beispielsweise aus Aluminium bestehen. Die Fig. 1 und 2 zeigen ebenfalls, das der Betätigungskörper 19 mit einem zentralen Greif- und Zentrierarm 23 versehen ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 bildet die Abdeckplatte 12 die vordere Abdeckung. Die rechte Seite der vorderen Abdeckplatte 12 ist an der rechten Seitenplatte 15 mit tels Schrauben 25 befestigt, welche Bohrungen 26 in der vorderen Abdeckplatte 12 durchsetzen und in Gewinde- Sackbohrungen 27 (Fig. 4) in der rechten Seitenplatte 15 eingeschraubt sind. Die vordere Abdeckplatte 12 ist ent sprechend auch mit der linken Seitenplatte 14 durch Schrauben 25 verbunden, welche Bohrungen 26 auf der linken Seite der vorderen Abdeckplatte 12 durchsetzen und in entsprechend ausgebildete Gewindebohrungen (nicht gezeigt) in der linken Seitenplatte 14 einge schraubt sind.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist die linke Seite der hinteren Abdeckplatte 13 mittels einer Vielzahl von Schrauben 28 an die rechte Seitenplatte 15 angeschraubt. Die Schrauben 28 entsprechen den Schrauben 25 und durch setzen Bohrungen 29, die in der hinteren Abdeckplatte 13 vorgesehen sind. Die Schrauben 28 sind in Gewinde- Bohrungen 27 eingeschraubt, die in der rechten Seiten platte 15 ausgebildet sind. Die Ansicht der Vorrichtung von rechts (Fig. 4) zeigt, daß die rechte Seite der rück wärtigen Abdeckplatte 13 ebenfalls durch eine Vielzahl von Schrauben 28 mit der rechten Seite der linken Ab deckplatte 14 in gleicher Weise verbunden ist, wie die zwei Seiten der vorderen Abdeckplatte 12 mit den lin ken und rechten Seitenplatten 14 bzw. 15 verbunden sind.

Die Abdeckplatten 12 und 13 sind ebenfalls mit den Seitenplatten 14 und 15 mittels Dübel 32 verbunden, welche sich durch entsprechend ausgerichtete Löcher 33 erstrecken, die in den Abdeckplatten 12 und 13 sowie den Seitenplatten 14 und 15 ausgeformt sind. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist die automatische Zentrier und Greifvorrichtung 10 mit einer Vielzahl von Monta gelöchern 34 versehen, die entlang der linken und rech ten Seiten der Abdeckplatten 14 und 15 ausgeformt sind und die in bezug auf Montagelöcher 35 ausgerichtet sind, welche in den Seitenplatten 14 und 15 gemäß den Fig. 10 und 11 ausgeformt sind.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist der Betätigungs körper 19 verschiebbar im Gehäuse montiert, wobei seine parallelen Seitenflächen 38 und 39 in Gleitkontakt mit parallelen Innenflächen 40 und 41 der Seitenplatten 14 bzw. 15 stehen. Gemäß Fig. 4 sind die vorderen und rückwärtigen Stirnflächen 42 und 43 des Betätigungs körpers 19 gleitend auf parallelen Innenflächen 44, 45 der vorderen und rückwärtigen Abdeckplatten 14 bzw. 15 montiert.

Wie aus den Fig. 1 bis 7 zu entnehmen ist, hat der Betätigungskörper 19 insgesamt etwa die Gestalt eines rechtwinkligen Blokkes, wobei sich die Oberseite 48 parallel zur Unterseite 49 erstreckt. Wie in der Fig. 5 zu erkennen ist, ist in der Unterseite 49 des Betätigungs körpers 19 eine nach innen gerichtete, T-förmige Aus nehmung ausgebildet, die im einzelnen aus einem nach innen gerichteten Längsschlitz 52 und einem verbinden den Querschlitz 53 zusammengesetzt ist.

Gemäß den Fig. 5 und 6 ist der Betätigungskörper 19 auf beiden Seiten mit einem Schmiermittel-Schlitz 56 versehen. Die Schmiermittel- Schlitze 56 kommunizie ren jeweils mit einer quer verlaufenden Schmiermittel- Bohrung 57. Die inneren Enden der Schmiermittel- Boh rungen 57 sind mit einem Querloch 58 verbunden.

Gemäß den Fig. 1, 2 und 5 ist der Betätigungskörper 19 mit einem Paar von Seiten-Führungen oder -Schlit zen 59, 60 versehen, welche rechtwinkligen Querschnitt aufweisen. Die Schlitze 59 und 60 sind auf gegenüberlie genden Seiten des Betätigungskörpers 19 angeordnet und kommunizieren über Querlöcher 58 miteinander, welche sich durch den Betätigungskörper 19 zum Kreu zungspunkt der Schlitze 59 und 60 erstrecken. Die Schlitze 59 und 60 sind zueinander gewinkelt, wobei ein spitzer Winkel zwischen den Schlitzen in bezug auf die Längsachse des Betätigungskörpers 19 oberhalb und unterhalb des Kreuzungsloches 58 gebildet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel ist der spitze Winkel in bezug auf die Längsachse des Betätigungskörpers 19 70°.

Gemäß den Fig. 1 und 8 sind die vorderen und rück wärtigen Abdeckplatten 12 bzw. 13 entlang ihrer unte ren Kanten mit einer Vielzahl von nach innen gerichte ten Gewinde-Bohrungen 72 versehen. Wie den Fig. 10 und 11 zu entnehmen ist, ist die rechte Seitenplatte 15 mit einer Gewindebohrung 72 am unteren Ende verse hen. Die linke Seitenplatte 14 weist auch eine entspre chende Gewindebohrung 72 auf. Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Bodenplatte 18 (welche auch der Montage der Krafterzeugungsmittel dient) am unteren Ende des Ge häuses mit einer Vielzahl von Schrauben 70 befestigt, welche durch Löcher 71 (Fig. 12) in der Bodenplatte ragen und in Gewindebohrungen 72 in der vorderen und rückwärtigen Abdeckplatte 12 bzw. 13 sowie der linken und der rechten Abdeckplatte 14 bzw. 15 eingeschraubt sind.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Antriebszy linder 62 außenseitig der Bodenplatte 18 mittels einer Vielzahl von Schrauben 65 montiert, welche geeignete Bohrungen 66 im Gehäuse des Antriebszylinders 62 durchsetzen und in Gewindebohrungen 67 (Fig. 12) ein geschraubt sind, welche in der Bodenplatte 18 ausge formt sind. Der Antriebszylinder 62 hat ein etwa würfel förmiges Gehäuse und kann beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt sein. Der Antriebszylin der 62 ist mit der üblichen Zylinderstange 63 versehen, die sich vom oberen Ende des Zylinders 62 nach oben erstreckt (Fig. 1 und 2). Die Zylinderstange 63 durchragt eine zentrale Bohrung 55 in der Bodenplatte 18. Die Zylinderstange 63 ist mit einem vergrößerten Kopf 64 am oberen Endabschnitt versehen. Der Zylinderstan genkopf 64 sitzt in der quer verlaufenden Ausnehmung 53 am unteren Ende des Betätigungskörpers 19. Die Zylinderstange 63 erstreckt sich durch den Schlitz 52 und der vergrößerte Kopf 64 weist einen Flansch auf, der weiter ist als der Schlitz 52, so daß der Flansch auf der unteren Wandung der quer verlaufenden Ausneh mung 53 aufsitzt. Der Zylinderstangenkopf 64 wird seit lich verschiebbar in der quer verlaufenden Ausnehmung (Nut) 53 montiert bevor die Abdeckplatten 12 und 13 montiert werden.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Antriebszylinder 62 mit den üblichen Anschlüssen 68 und 69 zum Verbinden mit her kömmlichen Leitungen versehen, mit denen ein unter Druck stehendes Medium, wie Luft oder Hydraulikflüs sigkeit, in den Antriebszylinder 62 eingebbar ist, um die Zylinderstange 63 zwischen den in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Positionen zu bewegen. Das unter Druck ste hende Fluid, welches in den oberen Anschluß 68 einge geben wird, betätigt den Antriebszylinder 62 derart, daß der Betätigungskörper 19 nach unten in die in Fig. 1 gezeigte Stellung bewegt wird, um die Greifarme 21 und 22 zu öffnen. Das in den unteren Anschluß 29 eingege bene, unter Druck stehende Fluid betätigt den Antriebs zylinder 62 derart, daß die Zylinderstange 63 nach oben bewegt wird, um die Greifarme 21 und 22 in Längsrich tung aus dem Gehäuse zu bewegen und sodann seit wärts nach innen, um ein Werkstück zu ergreifen oder zu zentrieren, wie beispielsweise das Werkstück 11, wie nachfolgend näher beschrieben wird.

Wie in den Fig. 1, 13 und 14 gezeigt ist, weist der Greifarm 21 einen abgewinkelten Abschnitt 73 und ei nen integralen Abschnitt 74 auf, welcher sich in Längs richtung aus dem Gehäuse heraus erstreckt. Der gewin kelte Abschnitt 73 steht in einem spitzen Winkel zur Längsachse des Betätigungskörpers 19 und wird glei tend in der Führung im Betätigungskörper 19 geführt. Der Greifarm 22 ist weiterhin mit einem gewinkelten Abschnitt 75 versehen, der gleitend im Schlitz 60 im Betätigungskörper 19 geführt ist. Der Greifarm 22 ist ebenfalls mit einem integralen Abschnitt 76 in Längs richtung versehen. Wie der Fig. 10 zu entnehmen ist, weist die rechte Seitenplatte 15 einen Schmiermittel- Anschluß 79 zum Eingeben von Schmiermittel in die Schlitze 56, die Bohrungen 57 und die Quer-Öffnungen 58 auf, um den Betätigungskörper 19 bei seiner Bewe gung im Gehäuse zu schmieren. Gemäß Fig. 12 ist ein mit Gewinde versehener Anschluß 80 in der Bodenplat te 18 ausgebildet, um einen zweiten Schmiermittel-Ein laß zu bilden, durch den Schmiermittel in das Gehäuse eingeführt wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist die vordere Abdeckplatte 12 einen sich in Längsrichtung erstrek kenden Führungsschlitz 81 auf, der auf der rechten Seite der Längsachse des Gehäuses (in der Blickrichtung der Fig. 1) angeordnet ist. Ein quer verlaufender Führungs schlitz 82 ist in der vorderen Abdeckplatte 12 auf deren Innenseite ausgeformt. Der quer verlaufende Führungs schlitz 82 steht mit seinem inneren Ende in Verbindung mit dem Ende des Längs-Führungsschlitzes 81, der sich bis zum oberen Ende des Gehäuses erstreckt. In der Blickrichtung gemäß Fig. 1 ist der quer verlaufende Führungsschlitz 82 geneigt und erstreckt sich nach au ßen und innen in einem spitzen Winkel in bezug auf die Längsachse des Gehäuses. Der Schlitz endet benachbart der rechten Seitenplatte 15. Ein Führungs-Gleitschuh 83 ist in einem gewinkelten Schlitz 84 (Fig. 13) angeordnet, der im unteren Endabschnitt 73 des Greifarmes 21 aus gebildet ist. Der Schlitz 84 ist parallel zur Richtung des quer verlaufenden Führungsschlitzes 82 gewinkelt. Der Führungs-Gleitschuh 83 ist mit einer Bohrung 85 verse hen, in die gleitend ein Ende eines Stiftes 87 eingreift. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist das innere Ende des Dübel- Stiftes 87 mittels Preßsitz fest in einer Bohrung 86 im Abschnitt 73 des Greifarmes befestigt Gemäß Fig. 4 weist der Führungs-Gleitschuh 83 einen Abschnitt auf, der gleitend in den sich vertikal bzw. longitudinal er streckenden Führungsschlitzen 81 aufgenommen ist.

Wie in Fig. 15 gezeigt ist, weist der Führungs-Gleit schuh 83 ein oberes Ende und ein unteres Ende 91 auf. Die Innenseite des Führungs-Gleitschuhes 83 ist mit dem Bezugszeichen 92 und die rechte bzw. äußere Seite mit dem Bezugszeichen 93 versehen. Die Ecke zwischen der oberen Kante 90 und der rechten Seite 93 ist wegge nommen, so daß sich ein gewinkelter Eckabschnitt bil det, der mit dem Bezugszeichen 94 versehen ist.

Gemäß den Fig. 1, 4 und 8 ist die rückwärtige Ab deckplatte 13 mit einem sich in Längsrichtung erstrek kenden Führungsschlitz 97 versehen, welcher links der Längsachse des Gehäuses angeordnet ist und parallel zum Führungsschlitz 81 verläuft. Das obere Ende des Führungsschlitzes 97 kommuniziert mit dem sich quer erstreckenden, gewinkelten Führungsschlitz 98, dessen inneres Ende mit dem oberen Ende des Führungsschlit zes 97 in Verbindung steht, während sein äußeres Ende benachbart der linken Seitenplatte 14 endet. Die Füh rungsschlitze 82 und 98 sind jeweils in spitzem Winkel in bezug auf die Längsachse des Gehäuses ausgerichtet. Dieser spitze Winkel ist zumindest annähernd 20°. Ein Führungs-Gleitschuh 99 ist in einem gewinkelten Schlitz 100 angeordnet, welcher in der Innenfläche des vertika len Abschnittes 75 des Greifarmes 22 ausgeformt ist und zwar im gleichen Winkel wie der Führungsschitz 98. Der Führungs-Gleitschuh 99 ist genauso geformt wie der bereits beschriebene Führungs-Gleitschuh 83 und seine unterschiedlichen Seiten entsprechen dem in Fig. 15 ge zeigten Bild und können entsprechend mit Bezugszei chen versehen werden. Der Führungs-Gleitschuh 99 ist aber umgekehrt angeordnet, so daß die Seiten 92 der Führungs-Gleitschuhe 83 und 99 einander gegenüber liegen und gleitend an den Innenflächen der Längs-Füh rungsschlitze 81 und 97 bewegt werden.

Der Führungs-Gleitschuh 99 ist mit einer Querboh rung 102 versehen, in welche drehbar ein Ende eines Stiftes 101 ragt. Das andere Ende des dübelartigen Stif tes 101 ist mittels Preßsitz fest in einem Querloch 103 (Fig. 4) befestigt, welches am inneren Ende des vertika len Abschnittes 75 des Greifarmes 22 ausgeformt ist. Gemäß Fig. 4 ist der Führungs-Gleitschuh 99 gleitend in dem Führungs-Längsschlitz 97 geführt.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, sind jeder der Greifarme 21 und 22 sowie das Greifteil 23 mit Rollen 111 versehen, die mit dem Werkstück in Eingriff bring bar sind. Wie in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist, weist der Greifarm 21 ein Paar integraler Rollen-Halter oder -Stützarme 109 und 110 auf, die integral auf dem äuße ren Ende des Längsabschnittes 74 montiert sind. Der Rollen-Stützarm 110 hat eine durchgehende, gestufte Öffnung 114, die in bezug auf die Gewindebohrung 115 ausgerichtet ist, welche den anderen Rollen-Stützarm 109 durchsetzt. Gemäß Fig. 17 weist jede der Rollen 111 ein axiales Loch 112 auf, welches eine Rollen-Stützwelle 113 aufnimmt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Greifarm 22 mit entsprechenden Rollen-Stützarmen 109 und 110 versehen. Fig. 4 illustriert auch, wie jede der Rollen- Stützwellen 113 zwischen den zwei Rollen-Stützarmen 109 und 110 montiert ist, um die Rolle 111 auf jedem der Greifarme 21 und 22 drehbar abzustützen. Die Fig. 5 bis 7 illustrieren die Rollen-Stützarme 109 und 110, die inte gral auf dem Betätigungskörper 19 montiert sind. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, daß der Betätigungskörper mit dem Werkzeug-Greifer 23 ebenfalls mit einer Rolle 111 versehen ist, welche zwischen den Rollen-Abstützungen 109 und 110 mittels einer Rollen-Stützwelle 113 gehal ten ist.

Im Betrieb wird die automatische Zentrier- und Greifvorrichtung 10 auf einem herkömmlichen Robo ter-Arm oder einer ähnlichen Anordnung montiert, um wahlweise bewegt oder an einem Ort gehalten zu wer den. Um ein Werkstück 11 zu greifen, wird ein unter Druck stehendes Fluid in den unteren Anschluß 69 ein gegeben, um den Antriebszylinder 62 nach oben zu be aufschlagen, so daß sich der Betätigungskörper 19 auf wärts in die in Fig. 2 gezeigte Position bewegt. Die an fängliche Bewegung des Betätigungskörpers 19 verläuft also von der in Fig. 1 gezeigten zurückgezogenen Stel lung in die vorgeschobene Stellung gemäß Fig. 2. Aus den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß bei der Bewe gung des Betätigungskörpers 19 nach oben auch die Führungs-Gleitschuhe 83 und 99 in den Führungsschlit zen 81 und 97 aufwärts bewegt werden und daß die Greifarme 21 und 22 sich in gerader Linie in Längsrich tung bewegen, um die Rollen 111 aus den in Fig. 1 ge zeigten Positionen in die Positionen gemäß Fig. 2 zu bewegen. Eine Fortsetzung der Bewegung des Betäti gungskörpers 19 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung be wirkt, daß die Greifarme 21 und 22 in Längsrichtung rückwärts und in Querrichtung nach innen entlang der Radien 119 (Fig. 2) zu einem Punkt bewegt werden, wo die Rollen 111 auf den Greifarmen 21 und 22 mit dem Werkstück 11 in Eingriff kommen. Gleichzeitig kommt die Rolle 111 auf dem Werkstück-Greifer 23 in Eingriff mit dem Werkstück 11, und zwar auf der Längs-Mittel achse der Vorrichtung, welche sich durch den Mittel punkt des Werkstückes 11 erstreckt. Der Winkel zwi schen der horizontalen Linie 120, welche durch die Mit tellinie des Werkstückes 11 geht, und den Radien 119, welche durch die Mittelachsen der Rollen-Stützwellen 113 sowie die Mittellinie des Werkstückes 11 gehen (und zwar für beide Rollen 111 auf den Greifarmen 21 und 22) ist mit dem Bezugszeichen 1 18 versehen.

Der Winkel 118 ist gleich dem spitzen Winkel der Führungsschlitze 82 und 98 und beträgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel 20°.

Gemäß den Fig. 1 bis 18 erzeugt das dargestellte Aus führungsbeispiel einen Drei-Punkt-Eingriff mit dem Werkstück, womit das Werkstück zentriert gehalten werden kann während es bearbeitet wird. Auch kann die Vorrichtung 10 als eine Drei-Punkt-Greifeinrichtung zum Ergreifen eines Werkstückes 11 und zum Bewegen desselben aus einer Arbeitsstellung in eine andere be nutzt werden. Auch ist es möglich, die Vorrichtung 10 zunächst dazu zu benutzen, um eine Zentrierung auszu führen und sodann das Werkstück zu ergreifen, um es von einem Ort zu einem anderen zu bewegen. Der von den Rollen 111 auf das Werkstück 11 ausgeübte Druck zum wahlweisen Ausführen der Zentrierung oder des gesteuerten Eingriffs wird bestimmt durch den Druck des Antriebszylinders 62, welcher konstant sein kann oder auch variabel ist, je nach den Anforderungen, die das Zentrieren oder Ergreifen des Werkstückes stellen.

Um das Werkstück 11 wieder freizugeben, wird das unter Druck stehende Fluid aus dem Auslaß 69 ausge lassen und unter Druck stehendes Fluid wird in den Einlaß 68 eingegeben, um den Betätigungskörper 19 ge mäß den Fig. 1 bis 3 nach unten in das Gehäuse zu bewegen. Die erste Bewegung kehrt die Bewegung der Führungs-Gleitschuhe 83 und 99 um, und zwar aus der Position gemäß Fig. 3 in die Position gemäß Fig. 2, so daß die Rollen 111 vom Werkstück 11 freikommen. Die Rolle 111 auf dem Werkstück-Greifteil 23 auf dem Betä tigungskörper 19 wird nach unten entlang der Längs achse des Betätigungskörpers 19 bewegt, während die Rollen 111 auf den Greifarmen 21 und 22 entlang den Radien 119 (Fig. 2) nach außen und oben bewegt wer den. Eine fortgesetzte Bewegung des Betätigungskör pers 119 nach innen in das Gehäuse bewegt die Füh rungs-Gleitschuhe 93 und 99 in den Führungsschlitzen 81 bzw. 97 in Längsrichtung nach unten, so daß die Greifarme 21 und 22 bewegt werden und sich die Greif- Rollen 111 wieder in die in Fig. 1 gezeigte zurückgezo gene Position bewegen.

Anstelle der Rollen 111 können auch für den Eingriff mit dem Werkstück andere Bauteile vorgesehen sein, deren Querschnitt nicht kreisförmig ist. Auch können sich die Winkel 118 unterscheiden wenn es erwünscht ist, um die Rollen 111 auf den Greifarmen 21 und 22 auf unterschiedlich gewinkelten Wegen zwischen den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Stellungen zu bewegen. Eine der artige Bewegung läßt sich dadurch erreichen, daß die Führungsschlitze 82 und 98 unter unterschiedlichen spit zen Winkeln geneigt sind.

Die Fig. 18, 19 und 20 zeigen ein zweites Ausfüh rungsbeispiel einer Zentrier- und Greifvorrichtung, wo bei die dem zuvor anhand der Fig. 1 bis 17 beschriebe nen Ausführungsbeispiel entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, welche durch ein "a" ergänzt sind.

Bei dem in den Fig. 18 bis 20 gezeigten Ausführungs beispiel erfolgt ein Zwei-Punkt-Eingriff mit dem Werk stück. Die quer verlaufenden Führungsschlitze 82a und 98a stehen in rechten Winkeln zu den Führungsschlitzen 81a und 97a in Längsrichtung, wodurch die Querbewe gung der Greifarme 21a und 22a entlang des gleichen linearen Weges erfolgt, so daß eine exakt parallele Be wegung der das Werkstück erfassenden Klauen 128 in bezug auf das Werkstück 11a erfolgt.

Gemäß den Fig. 18 bis 20 ist auf jedem der Greifarme 21a und 22a eine Greifklaue 128 montiert. Jede der Greif-Klauen 128 ist auf einem Stützarm 121 befestigt, welcher seinerseits abnehmbar an den in Längsrichtung ausgerichteten Greifarm-Abschnitten 74a und 76a mit tels beabstandeter Schrauben 122 befestigt ist. Die Schrauben 122 sind durch Bohrungen 124 gesteckt, wel che in den unteren Abschnitten der Arme 212 vorgese hen sind, und sind in Gewindebohrungen 125 ge schraubt, die in den Abschnitten 74a und 76a der Greif arme vorgesehen sind. Die Arme 121 weisen einen inte gralen, nach außen gerichteten, senkrechten Flansch 123 auf, der auf den oberen Kanten 127 der Abschnitte 74a und 76a der Greifarme aufliegt.

Die Greif-Klauen 128 sind entfernbar an den äußer sten Endabschnitten der Montage-Arme 121 mittels ge eigneter Schrauben 129 befestigt, wobei die Schrauben Bohrungen 130 in den oberen Endabschnitten der Mon tage-Arme 121 durchsetzen und in Gewindebohrungen geschraubt sind, welche in den Außenseiten der Greif klauen 128 vorgesehen sind. Jede der Greifklauen 128 weist eine V-förmige Greiffläche 132 auf, welche mit der runden Außenfläche des in Fig. 19 gezeigten Werkstük kes 11a in Eingriff kommen soll. Die Greifklauen 128 können auch auf den Außenseiten der Montagearme 121 befestigt sein, um von innen in ein Werkstück ein zugreifen.

Bei Benutzung wird die Antriebseinrichtung 62a betä tigt, um den Betätigungskörper 19a nach oben aus der in Fig. 18 gezeigten Stellung zu bewegen, wodurch die gleitenden Führungsschuhe 83a und 99a in den Füh rungsschlitzen 81a bzw. 97a nach oben bewegt werden, so daß die Greifarme 21a und 22a in Längsrichtung nach außen bzw. oben aus dem Gehäuse herausbewegt wer den bis sie die in Fig. 19 gezeigte Stellung einnehmen. Eine fortgesetzte Bewegung der Greifarme 21a und 22a in Längsrichtung in die in Fig. 19 gezeigten Stellungen erfolgt, wenn die Führungsschuhe 83a und 99a mit den oberen Kanten der quer verlaufenden Führungsschlitze 82a und 98a in Eingriff kommen. Eine weitergehende Aufwärtsbewegung des Betätigungskörpers 19a bewegt die Führungsschuhe 83a und 99a in Querrichtung nach außen (in den Führungsschlitzen 82a und 98a) bis sie die in Fig. 20 gezeigte Stellung einnehmen, in welcher die Greif-Klauen 128a mit dem zylindrischen Werkstück 11a in Eingriff stehen.

Der auf das Werkstück 11a ausgeübte Druck wird durch den Druck auf die Antriebseinrichtung 62a ge steuert. Dementsprechend können die Greif-Klauen 128a mit einer geringen Kraft gegen das Werkstück 11a gedrückt werden, damit das Werkstück 11a innerhalb der Greif-Klauen 128a zum Zentrieren und für die Bear beitung gedreht werden kann, woraufhin die Greif- Klauen 128a mit größerer Kraft gegen das Werkstück 11a gedrückt werden können, um dasselbe zwecks einer Bewegung in eine andere Stellung oder Bearbeitungs position zu bewegen, wo es dann wieder freigegeben werden kann. Das Werkstück 11a wird durch Betäti gung des Antriebszylinders 62a freigegeben, wobei der Betätigungskörper 19a in umgekehrter Richtung be wegt wird, um die Greifarme 21a und 22a in Querrich tung zurück oder nach außen in die geöffnete Stellung gemäß Fig. 19 zu bringen. Bei der zuletzt erwähnten Rückwärtsbewegung werden die gleitenden Führungs schuhe 83a und 99a in Querrichtung nach innen bis zu einer Stellung bewegt, in der sie mit den Innenflächen der Führungsschlitze 81a und 97a in Eingriff kommen. Eine fortgesetzte Bewegung des Betätigungskörpers 19a nach innen in das Gehäuse bewegt die Führungs schuhe 83a und 99a nach unten durch die Führungs schlitze 81a und 97a bis in die in Fig. 18 gezeigte Aus gangsposition. Sind die Greif-Klauen 128a auf den Au ßenseiten der Arme 121a montiert, um ein Werkstück von innen zu ergreifen, dann werden die Greifarme 21a und 22a zunächst in eine Ausgangsposition gemäß Fig. 20 gebracht, von wo sie quer nach außen in die in Fig. 19 gezeigte Position bewegt werden, um mit der Innenfläche des zylindrischen Werkstückes in Eingriff zu kommen.

Claims

1. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) ein Gehäuse (12-15, 18) mit einer Längs und einer Querachse;
b) einen Betätigungskörper (19) mit einem Paar gegenüberliegender Seitenflächen (38, 39), einer Vorderfläche (42) und einer rückwär tigen Fläche (43), welche gleitend im Gehäuse (12-15, 18) für eine Längsbewegung gelagert sind;
c) ein Paar Greifarme (21, 22), welche gleitend in einem Paar von gewinkelten Greifarm- Schlitzen (59, 60) geführt sind, die kreuzweise verlaufen und im Betätigungskörper (19) aus geformt sind, wobei ein Greifarm-Schlitz (59) in der Vorderfläche (42) des Betätigungskör pers (19) und der andere Greifarm-Schlitz (60) in der rückwärtigen Fläche (43) des Betäti gungskörpers (19) ausgeformt ist;
d) die Greifarme (21, 22) tragen jeweils ein Werkstück-Greifteil (111), welches zum Zen trieren und Greifen mit dem Werkstück (11) in Eingriff kommt;
e) Führungsmittel (81-87, 97-102), welche jeden der Greifarme (21, 22) von einer Bewe gung axial zur Längsachse des Betätigungs körpers (19) abhalten, welche aber eine Längs und eine Querbewegung der Greifarme (21, 22) in bezug auf die Längsachse des Betäti gungskörpers (19) in Richtung auf das Werk stück und von diesem weg ermöglichen, wobei die mit dem Werkstück (11) in Eingriff kom menden Bauteile (111) durch die Greifarme (21, 22) entlang von gegenüberliegenden quer verlaufenden Wegen geführt werden; und
f) eine Einrichtung (62) zum Bewegen des Be tätigungskörpers (19) in Längsrichtung des Gehäuses (12-15, 18), wobei bei Bewegung des Betätigungskörpers (19) in einer Längs richtung das mit dem Werkstück (11) in Ein griff kommende Bauteil (111) auf den Greif armen (21, 22) entlang Wegen bewegt wird, die längs und quer in bezug auf das Gehäuse (12-15, 18) verlaufen, und dabei in Eingriff mit dem Werkstück (11) kommt, und wobei bei Bewegung des Betätigungskörpers (19) in der anderen Längsrichtung die Werkstück-Greif teile (111) vom Werkstück (11) entlang dem gleichen Weg zurückgezogen werden.

2. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12-15, 18) eine vordere Abdeck platte (12) und eine rückwärtige Abdeckplatte (13) aufweist.

3. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Greifarm-Schlitze (59, 60) vor gesehen sind, von denen jeder in einem spitzen Winkel zur Längsachse des Gehäuses (12-15, 18) sowie des Betätigungskörpers (19) verläuft, und wobei jeder Greifarm-Schlitz (59, 60) mit seinem oberen Ende auf jeweils einer Seite der Längsachse endet.

4. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinrichtung (62) zum Bewegen des Betätigungskörpers (19) vorge sehen ist.

5. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrich tungen (81-87, 97-102) folgende Bauteile aufwei sen:

a) einen ersten Führungsschlitz (81, 82), wel cher in einer Abdeckplatte (12) ausgebildet ist und einen Längs-Abschnitt (81) und einen Quer-Abschnitt (82) aufweist, welcher mit ei nem Ende des Längsabschnittes (81) kommuni ziert, wobei beide Abschnitte in bezug auf die Längs- und Querachsen des Gehäuses (12-15, 18) ausgerichtet sind und ein gleitender Füh rungsschuh (83) im ersten Führungsschlitz (81, 82) gleitend geführt und an dem ersten der Greifarme (21) befestigt ist; und
b) einen zweiten Führungsschlitz (97, 98) in der anderen Abdeckplatte (13) mit einem Längs- Abschnitt (97) und einem Quer-Abschnitt (98), welcher mit einem Ende des Längs-Ab schnittes kommuniziert, wobei die Abschnitte in bezug auf die Längs- und Querachsen des Gehäuses (12-15, 18) ausgerichtet sind und ein gleitender Führungsschuh (99) im zweiten Führungsschlitz (97, 98) geführt und mit dem zweiten der Greifarme (22) verbunden ist.

6. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Quer-Abschnitte (82, 98) des ersten bzw. zweiten Führungsschlitzes sich quer zu den zu gehörigen Längs-Abschnitten (81 bzw. 97) der Führungsschlitze erstrecken, und zwar unter einem spitzen Winkel in entgegengesetzte Richtungen in Richtung auf die anderen Enden der jeweils zugehörigen Längs-Abschnitte der Führungsschlitze; und
b) die Bewegungen der Greifarme (21, 22) in Querrichtung in bezug auf die Längsachse des Betätigungskörpers (19) zum und vom Werk stück (11) auf gewinkelten Wegen erfolgen, die parallel zu den zugehörigen Quer-Abschnitten (82, 98) der zugehörigen ersten und zweiten Führungsschlitze verlaufen, so daß die das Werkstück ergreifenden Bauteile (111) durch die Greifarme (21, 22) auf entgegengesetzten, quer verlaufenden und gewinkelten Wegen in Eingriff mit dem Werkstück (11) gebracht wer den.

7. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ergreifen des Werkstückes Rollen (111) vorge sehen sind.

8. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskör per (19) eine dritte, mit dem Werkstück in Eingriff bringbare Rolle (111) aufweist, die einen dritten Stützpunkt für das Werkstück bildet zusätzlich zu den zwei anderen Stützpunkten durch die Greif arme (21, 22), so daß das Werkstück (11) an drei Punkten seines Umfanges erfaßt wird, die vonein ander beabstandet sind.

9. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Quer-Abschnitte (82a, 98a) der ersten und zweiten Führungsschlitze (81a, 82a; 97a, 98a) sich quer zu den zugehörigen Längs-Ab schnitten (81a, 97a) in entgegengesetzte, recht winklige Quer-Richtungen weg von den Längsachsen des Gehäuses (12-15, 18) und des Betätigungskörpers (19) erstrecken; und daß
b) die Bewegungen der Greifarme (21a, 22a) in Querrichtung in bezug auf die Längsachse des Gehäuses (21a-15a, 18a) und des Betäti gungskörpers (19a) in Richtung auf das Werk stück (11a) und von diesem weg auf Bewe gungsbahnen erfolgt, die rechtwinklig stehen zur Längsachse des Gehäuses und des Betäti gungskörpers, so daß die das Werkstück er greifenden Bauteile (128), welche von den Greifarmen (21a, 22a) getragen werden, auf parallelen, quer verlaufenden Wegen bewegt werden, um an zwei gegenüberliegenden Punkten mit dem Werkstück (11a) in Eingriff zu kommen.

10. Automatische Zentrier- und Greifvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als mit dem Werkstück (11a) in Eingriff kommende Bauteile Greifklauen (128, 132) vorgesehen sind.