DE3623167A1

DE3623167A1 - Angle-lever gripper

Info

Publication number: DE3623167A1
Application number: DE19863623167
Authority: DE
Inventors: Rudi Kirst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1986-07-10
Publication date: 1988-01-28
Also published as: DE3623167C2

Abstract

The invention relates to an angle-lever gripper which can be used as a so-called microgripper or alternatively as a "clean-room" gripper and makes it possible, with tweezer-like gripping fingers, for example, to grip tiny electronic components with a high degree of accuracy and predeterminable forces.

Description

genus

Die Erfindung betrifft einen Winkelhebel-Greifer mit zwei zentrisch zueinander bewegbaren Greiffingern mit pneumatischem Antriebsmechanismus und querliegendem Plunger-Zylinder mit Kolben.The invention relates to an angle lever gripper two gripper fingers that can be moved centrally to one another pneumatic drive mechanism and transverse Plunger cylinder with pistons.

State of the art

Es ist bekannt, zum Greifen von kleinen und kleinsten Elektronik-Bausteinen sogenannte Kleinst-Greifer einzu setzen, welche z. B. mit pinzettenartig ausgestalteten Greiffingern versehen sind, durch welche sich die Elek tronik-Bausteine ergreifen lassen. Für einige Anwendungsfälle sollen derartige Greifer in gereinigten Räumen als sogenannte "Reinraum-Greifer" eingesetzt werden d. h. sie müssen absolut schmutzfrei arbeiten.It is known to grasp small and tiny Electronics modules to include so-called mini grippers set which z. B. designed with tweezers Gripping fingers are provided, through which the elec Let the tronik modules take hold. For some applications Such grippers should be used in so-called clean rooms "Clean room grippers" are used d. H. You need to work absolutely dirt-free.

Die bisher bekannten Konstruktionen der vorausgesetzten Greifergattung erfüllen nur unvollkommen die an sie gestellten Forderungen.The previously known constructions of the presupposed Gripper species only imperfectly fulfill the requirements of them demands made.

Aus der EP-OS 00 86 238 ist ein schmaler, kostengünstig herstellbarer Greifer vorbekannt, der mit einer Kniehebel- Mechanik arbeitet, welche aufgrund sich ständig wechselnder Übersetzungsverhältnisse in den jeweiligen Greiffinger positionen entsprechend unterschiedlich große Greifkräfte aufweist, was nachteilig ist. Außerdem treten im Totpunkt theoretisch unendlich hohe Greifkräfte auf. Nachteilig ist ferner, daß diese vorbekannte Bauart keine sehr feinfühlig dosierbaren Greifkräfte zuläßt. Außerdem arbeiten die Greiffinger nicht in dem erforderlichen Maße spielfrei zentrisch genau. Des weiteren sind die Greiffinger auch nicht in dem erforderlichen Maße kurz ausgebildet. Auch das Gewicht läßt zu wünschen übrig, weil die Konstruktion nicht so leicht, wie erforderlich, gebaut werden kann. Schließlich ist die Konstruktion nicht dazu geeignet, als sogenannte "Reinraum-Greifer" eingesetzt zu werden, weil sie nicht in dem erforderlichen Maße staub- und schmutzdicht ausgeführt werden kann.From EP-OS 00 86 238 is a narrow, inexpensive manufacturable gripper known with a toggle lever Mechanics work, which due to constantly changing Gear ratios in the respective gripper fingers positions correspondingly different gripping forces has what is disadvantageous. Also occur in the dead center theoretically infinitely high gripping forces. Disadvantageous is also that this previously known type is not very allows sensitive, adjustable gripping forces. Furthermore the gripper fingers do not work in the required Dimensions without play, centrically accurate. Furthermore, they are Gripper fingers also not short to the required extent educated. The weight also leaves something to be desired because the construction is not as light as required can be built. Finally, the construction not suitable as a so-called "clean room gripper" to be used because they are not in the required Dimensions can be made dust and dirt-tight.

Durch die DE-OS 32 01 353 ist eine Greiferzange zum Erfassen von länglichen Gegenständen, z. B. Flaschen, vorbekannt, welche zwar relativ schmal gestaltet werden kann, jedoch eine zusätzliche Kraftquelle zur Betätigung benötigt. Die Greifkräfte lassen sich hier ebenfalls nicht feinfühlig dosieren, so daß diese Konstruktion nicht zum Ergreifen von kleinen Elektronikbauteilen geeignet ist. Des weiteren arbeitet die Greiferzange nicht in dem erforderlichen Maße spielfrei und zentrisch genau; sie ist auch nicht überdurchschnittlich kurz und relativ schwer ausgebildet. Des weiteren kann diese Greiferzange nicht so staub- und schmutzdicht gestaltet werden, daß sie in Reinräumen eingesetzt werden könnte. Auch ist der Wartungsaufwand relativ groß. Die Greiferfinger besitzen keine universelle Befestigungsmöglichkeit. Außerdem ist die Konstruktion relativ aufwendig, so daß die Greiferzangen in dem erforderlichen Maße preis günstig gestaltet werden kann. DE-OS 32 01 353 is a gripper for Detection of elongated objects, e.g. B. bottles, previously known, which are designed to be relatively narrow can, however, an additional power source for actuation needed. The gripping forces can also be found here do not dose carefully, so that this construction not for gripping small electronic components suitable is. The gripper also works not free of play and centric to the required extent exactly; it is also not exceptionally short and trained relatively heavily. Furthermore, this can Gripper pliers are not designed to be dust and dirt-tight that it could be used in cleanrooms. The maintenance effort is also relatively large. The gripper fingers do not have a universal fastening option. In addition, the construction is relatively complex, so that the gripper tongs price to the extent necessary can be designed cheaply.

Es sind ferner kleine, schmale Greifer vorbekannt, welche zwar kostengünstig in der Herstellung sind, jedoch außer gewöhnlich lang gestaltet werden müssen. Des weiteren arbeiten die Greiferfinger nicht in dem erforderlichen Maße zentrisch und spielfrei. Außerdem kann die Vorrichtung nicht - wie erwünscht - überdurchschnittlich kurz gestaltet werden wie es auch nicht möglich ist, sie sehr leicht auszugestalten, um sie zum Ergreifen von kleinsten Elek tronikbausteinen verwenden zu können. Für den Einsatz in sogenannten Reinräumen ist diese Vorrichtung ebenfalls nicht geeignet.Small, narrow grippers are also known, which are inexpensive to manufacture, but except usually have to be long. Furthermore the gripper fingers do not work in the required Dimensions centric and free of play. In addition, the device not - as desired - designed to be above average short as it is not possible, they become very easy to design to grasp the smallest elec to be able to use electronics modules. For use this device is also in so-called clean rooms not suitable.

Vorbekannt sind auch Innengreifer, welche zwar in dem erforderlichen Maße klein und schmal gestaltet sind, allerdings nicht genau zentrisch greifen, und zwar aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse. Diese Vorrichtungen benötigen außerdem eine außenliegende Öffnungsfeder und können damit Schmutzpartikel freigeben. Es ist auch keine universelle Befestigungsmöglichkeit für die Greiffinger vorhanden. Inner grippers are also known, which indeed in the required dimensions are small and narrow, however, do not grasp exactly centrically, because of the different gear ratios. These Devices also require an external one Opening spring and can thus release dirt particles. It is also not a universal fastening option available for the gripper fingers.

Vorbekannt sind auch Greifer welche relativ kurz bauen und klein gefertigt werden können jedoch nicht in dem erforderlichen Maße spielfrei und zentrisch genau arbeiten. Sie sind außerdem nicht sehr schmal gestaltet und weisen keine staub- oder schmutzdichte Schutzhülle auf, so daß sie nicht in Reinräumen einsetzbar sind. Auch ist keine universelle Befestigungsmöglichkeit für die Greif finger vorhanden. Es ist außerdem eine außenliegende Öffnungs-Druckfeder vorhanden, die sowohl für die Be festigung der Greiffinger störend wirkt, als auch Schmutz partikel freigeben kann.Also known are grippers which are relatively short and can not be made small in that Work the required dimensions without play and in a centric manner. In addition, they are not very narrow and show no dust or dirt-tight protective cover, so that they cannot be used in clean rooms. Is too no universal fastening option for the griffin fingers present. It is also an outside one Opening compression spring available, both for loading strengthening the gripping fingers is both disturbing and dirt can release particles.

task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der zum Stande der Technik gehörigen Bauart zu vermeiden und einen Winkelhebel-Greifer gemäß der vorausgesetzten Gattung so auszugestalten, daß er zum Greifen von kleinen und kleinsten Elektronen-Bausteinen besonders geeignet ist. The invention has for its object the disadvantages to avoid the type belonging to the state of the art and an angle lever gripper according to the prerequisite Genus so that it can be gripped by small and the smallest electron components are particularly suitable is.

solution

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiederge gebenen Merkmale gelöst.The object is by the in claim 1 given characteristics solved.

Some advantages

Durch die Erfindung wird nicht nur die vorausgesetzte Aufgabe vollständig gelöst, sondern es ergibt sich auch ein Kleinst-Greifer, dessen z. B. pinzettenartig ausge staltete GreiffingerThe invention is not only the prerequisite Task completely solved, but it also results a miniature gripper, whose z. B. tweezers gripped fingers

a) exert very sensitive gripping forces;
b) are absolutely centric with no play;
c) are very narrow;
d) are above average short, namely to increase accuracy;
e) are very light;
f) which can be equipped with a dust and dirt tight protective cover;
g) are maintenance-free;
h) a universal mounting option for the Own gripping fingers and
i) inexpensive and easy to manufacture and are under construction.

Für einige Anwendungsfälle lassen sich erfindungsgemäß ausgestaltete Winkel-Greifer problemlos als sogenannte "Reinraum-Greifer" einsetzen, weil sie absolut schmutzfrei von innen nach außen und von außen nach innen ausgestaltet werden können.For some applications, according to the invention designed angle grippers without problems as so-called Use "clean room grippers" because they are absolutely dirt-free designed from the inside out and from the outside in can be.

Other embodiments

In den Patentansprüchen 2 und 3 sind sehr vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. In claims 2 and 3 are very advantageous Described embodiments of the invention.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, the invention is illustrated - partly schematically - using an exemplary embodiment. Show it:

Fig. 1 einen Winkelhebel-Greifer im Längsschnitt; Figure 1 shows an angle lever gripper in longitudinal section.

Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig. 1; Fig. 2 is an end view of Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Winkelhebel-Greifers und Fig. 3 is a side view of an angle lever gripper according to the invention and

Fig. 4 eine Stirnansicht zu Fig. 3. Fig. 4 is an end view of FIG. 3.

Mit dem Bezugszeichen 1 und 2 sind pinzettenartige Greif finger bezeichnet, die um je eine Achse 3 bzw. 4 schwenkbe weglich angeordnet sind. Der eine Greiffinger 1 besitzt eine zahnnutförmige Aussparung 5 mit z. B. evolventenförmig geformten Zahnflanken, in die ein zahnartiger Vorsprung 6 des Greiffingers 2 formschlüssig eingreift, so daß die Kraftübertragung von den beiden Greiffingern 1 und 2 spielfrei über die Zahn-Nut-Verbindung 5 und 6 erfolgt. With the reference numerals 1 and 2 tweezers gripping fingers are designated, which are arranged about an axis 3 and 4 schwenkbe movable. One gripper finger 1 has a tooth groove-shaped recess 5 with z. B. involute-shaped tooth flanks, in which a tooth-like projection 6 of the gripper finger 2 engages positively, so that the power transmission from the two gripper fingers 1 and 2 takes place without play via the tooth-groove connection 5 and 6 .

Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Federelement bezeichnet, das an jedem Ende über ein Auge 8 bzw. 9 mit je einem Lager 10 bzw. 11 verbunden ist. Das Lager 10 ist am Greiffinger 1 und das Lager 11 am Greiffinger 2 angeordnet. Die Zugfeder 7 hat somit die Tendenz, die Greiffinger in die aus Fig. 1 ersichtliche, parallele Lage zu bewegen. Zu diesem Zweck ist die Feder 7 unter einer gewissen Vorspannung angeordnet.Reference number 7 denotes a spring element which is connected at each end via an eye 8 or 9 to a bearing 10 or 11 , respectively. The bearing 10 is arranged on the gripping finger 1 and the bearing 11 on the gripping finger 2 . The tension spring 7 thus has the tendency to move the gripping fingers into the parallel position shown in FIG. 1. For this purpose, the spring 7 is arranged under a certain bias.

Unterhalb der Zugfeder 7 und parallel zu deren Längsachse verlaufend ist ein Plungerkolben 12 längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder 13 geführt, der über einen Kanal 14 an eine nicht dargestellte Pneumatikleitung angeschlossen ist, die mit einer geeigneten Luftdruck quelle in Verbindung steht.Below the tension spring 7 and parallel to the longitudinal axis of a plunger 12 is longitudinally displaceable and sealing in a cylinder 13 which is connected via a channel 14 to a pneumatic line, not shown, which is connected to a suitable air pressure source.

Mit dem Bezugszeichen 15 ist eine Dichtung bezeichnet.The reference numeral 15 denotes a seal.

Der Plungerkolben 12 weist an seiner äußeren Stirnseite eine wulstförmige Verdickung 16 auf, mit der er spielfrei an der nach innen gekehrten Seitenwandung des Greiffingers 2 des unteren Hebelarmes 17 anliegt, so daß bei seiner Längsverschiebung der Greiffinger 2 um die Achse 4 in Richtung X bzw. Y geschwenkt werden kann. Durch die spielfreie Nut-Feder-Verbindung 5, 6 wird der Greiffinger 1 dann entsprechend synchron mitbewegt.The plunger 12 has a bead-shaped thickening 16 on its outer end face, with which it rests without play against the inward-facing side wall of the gripping finger 2 of the lower lever arm 17 , so that when it is moved longitudinally, the gripping finger 2 about the axis 4 in the direction X or Y can be pivoted. Due to the play-free tongue and groove connection 5 , 6 , the gripping finger 1 is then moved synchronously accordingly.

Bei 18 ist eine Halteanordnung zum Befestigen des Winkel hebel-Greifers an einer nicht dargestellten Vorrichtung, beispielsweise an einen Industrieroboter, veranschaulicht.At 18 , a holding arrangement for fastening the angle lever gripper to a device, not shown, for example to an industrial robot, is illustrated.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The summary, in the claims and described in the description and from the Drawing visible features can be both individually as well as in any combination for the realization the invention be essential.

Reference number list 1 gripper fingers
2 gripping fingers
3 axis
4 axis
5 tooth groove-shaped recess
6 tooth-like projection
7 spring, tension spring, spring element
8 eye
9 eye
10 bearings
11 bearings
12 plungers
13 cylinders
14 channel
15 seal
16 bulge-shaped thickening
17 lever arm, lower
18 holding arrangement
X swivel direction
Y swivel direction

Bibliography EP-OS 00 86 238
DE-OS 32 01 353
Operating method types A, B and C.
Internal gripper type IG 2.5-25 (Canonica-Co AG)
Automation-CH-5313 Klingnau
CH 21 (state of the art made known by brochures)

Claims

1. Angle lever gripper with two centrically movable gripper fingers ( 1 , 2 ) with pneumatic drive mechanism and transverse plunger cylinder ( 13 ) with piston ( 12 ), characterized in that the two gripper fingers ( 1 , 2 ) via at least one practically backlash-free Tooth-groove connection ( 5 , 6 ) are coupled together and a spring element ( 7 ) acting on the gripping fingers ( 1 , 2 ) in the opening direction below the axis of rotation ( 3 , 4 ) and below the tooth-groove connection ( 5 , 6 ) is arranged.

2. Angle gripper according to claim 1, characterized in that the entire drive mechanism, in particular the tooth-groove connection ( 5 , 6 ), the pivot axis ( 3 , 4 ) and a motor drive for the gripping fingers ( 1 , 2 ) are sealed with an elastic protective cover from inside to outside and from outside to inside hermetically dirt and moisture proof.

3. Angle lever gripper according to one or more of the preceding claims, characterized in that the plunger cylinder ( 13 ) arranged transversely to the gripper fingers ( 1 , 2 ) with its longitudinal axis below the spring element ( 7 ) and below the pivot axis ( 3 , 4 ) is arranged and that the piston ( 12 ) acts non-positively with a spherical elevation against the inner wall of the one gripping finger ( 2 ).