DE69835836T2

DE69835836T2 - Universalgreifer mit Anschlagelemente für gegriffene Werkstücke

Info

Publication number: DE69835836T2
Application number: DE69835836T
Authority: DE
Inventors: Edwin G. St. Clair Sawdon; Dean J. Jeddo Kruger; Steven J. Sprotberry
Original assignee: BTM Corp
Current assignee: BTM Corp
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: DE69813064D1; JP4235276B2; EP1095742A3; DE69813064T2; CA2226817A1; AU4925197A; EP0857547B1; DE1095742T1; EP1095742B1; DE69835836D1; US5853211A; JPH10217136A; US5938259A; AU733333B2; CA2226817C; EP0857547A1; EP1095742A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Greifer und insbesondere auf einen angetriebenen Greifer, der einen sich bewegenden Arm und ein blockierendes Element aufweist.
Automatisierte oder angetriebene Greifer wurden allgemein verwendet, um Werkstücke, wie zum Beispiel Metallblech, Polymerteile und Ähnliches, beim Überprüfen von Einbauten, an Mess- oder Eichstationen, an Schweissstationen und Stanzmaschinen zu greifen oder zu halten. Solche Greifer wurden auch verwendet, um Werkstücke zwischen Stationen zu transferieren, wenn Sie an einem Robotarm montiert sind.
Viele vorhandene Greifer werden durch hydraulische oder pneumatische Fluideinrichtungen angetrieben. Ferner setzen bekannte Greifer oftmals einen oder mehrere sich bewegende Arme ein, die sich als Antwort auf eine kolbenartige Betätigung bewegen. Beispiele von solchen Greifern sind in dem US-Patent mit der Nummer 5,516,173 mit dem Titel „Gripper" (Greifer), das für Sawdon am 14 Mai 1996 ausgegeben wurde, offenbart, ebenso wie im US-Patent mit der Nummer 5,072,652 mit dem Titel „Gripping Device Having Impact Cushioning Means" (Greifeinrichtung, die ein Stoßdämpfungsmittel hat), das für Blatt am 17. Dezember 1991 ausgegeben wurde, dem US-Patent mit der Nummer 3,635,514 mit dem Titel „Dual Grip Automation Jaw Swivel Assembly" (Dualgriffautomatisierungsklauendrehteilanordnung), die für Blatt am 18. Januar 1972 ausgegeben ist; und US-Patent Nummer 3,013,835 mit dem Titel „Power Operated Jaw Assembly" (leistungsgetriebene Klauenanordnung), die für Blatt am 19. Dezember 1961 ausgegeben ist.
US 5,516,173 offenbart einen Greifer entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die vorliegende Erfindung sieht einen Greifer gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Verwenden eines Greifers gemäß Anspruch 14 vor.
Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu sehen ist, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine perspektivische Explosionsansicht ist, welche die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine Seitenansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine Draufsicht auf die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung ist;
4A eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 4A-4A aus 4 ist, die die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine Endhintersicht ist, die die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine perspektivische Ansicht ist, die eine vierte bevorzugte Ausführungsform der Arme des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Teildraufsicht ist, die die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Seitenansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Körpers zeigt;
9 eine Draufsicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Körpers zeigt;
10 eine Endhintersicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Körper zeigt;
11 eine Endhintersicht ist, die gegenüber zu derjenigen von 10 genommen ist, welche die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Körpers zeigt;
12 eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform einer Endkappe ist, die in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist;
13 eine Endhintersicht ist, welche die bevorzugte Ausführungsform der in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Endkappe zeigt;
14 eine Seitenansicht ist, welche die bevorzugte Ausführungsform eines in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kolbens zeigt;
15 eine Endhintersicht ist, welche die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kolbens zeigt;
16 eine Seitenansicht ist, welche die bevorzugte Ausführungsform eines in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Gleitstücks zeigt;
17 eine Draufsicht ist, welche die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Gleitstücks zeigt;
18 eine Endhintersicht ist, welche die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Gleitstücks zeigt;
19 eine Endhintersicht ist, die gegenüber zu derjenigen von 18 genommen ist, welche die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Gleitstücks zeigt;
20 eine Seitenansicht ist, welche die erste bevorzugte Ausführungsform eines oberen Arms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
20A eine vergrößerte und teilweise Seitenansicht ist, welche einen Abschnitt der bevorzugten Ausführungsform des oberen Greifarms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
20B eine vergrößerte Teilansicht in perspektivischer Ansicht ist, die einen Querschnitt einer alternativen Ausführungsform des oberen Greifarms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
20C eine vergrößerte Teilseitenansicht ist, welche einen Abschnitt der alternativen Ausführungsform des oberen Greifarms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
21 eine Draufsicht ist, welche die erste bevorzugte Ausführungsform des oberen Arms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
22 eine Endhintersicht ist, die die erste bevorzugte Ausführungsform des oberen Arms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
23 eine Seitenansicht ist, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines unteren Arms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
24 eine Draufsicht ist, welche die zweite bevorzugte Ausführungsform des unteren Arms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
25 eine Endhintersicht ist, die die zweite bevorzugte Ausführungsform des unteren Arms zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
26 eine Seitenansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines Justierstifts zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
27 eine Endansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Justierstifts zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
28 eine Teilseitenansicht ist, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
29 eine Teilseitenansicht ist, die eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
30 eine Teilseitenansicht ist, die die vierte bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
31 eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung des Arms und des Gleitstücks zeigt, wobei der Justierstift entfernt ist, für die bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung;
32 eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung des Arms, der Rollenmechanismus und des Gleitstücks für die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei der Justierstift in der fünfundvierzig Grad (45°) Winkeleinstellung positioniert ist;
33 eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung des Arms, der Rollenanordnung und des Gleitstücks für die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei der Justierstift in einer dreißig Grad (30°) Einstellung positioniert ist;
34 eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung des oberen Arms, des unteren Arms, der Rollenanordung und eines Gleitstücks in einer geschlossenen Greifposition für die erste bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung zeigt;
35 eine Seitenansicht ist, die eine alternative Ausführungsform des Werkstückanschlags zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
36 eine Draufsicht ist, welche die alternative Ausführungsform des Werkstückanschlags zeigt, der in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
37 eine Seitenansicht ist, die eine bevorzugte Ausführungsform eines Rohrbefestigungselements und eines Drehelements zeigt, die bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt sind;
38 eine Vorderansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Rohrbefestigungselements zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
39 eine Seitenansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Drehelements zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
40 eine vergrößerte Teilseitenansicht ist, die innerhalb des Kreises 40 aus 39 genommen ist, welche die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Drehelements zeigt;
41 eine vergrößerte Teilseitenansicht ist, die innerhalb des Kreises 41 aus 39 genommen ist, welche die bevorzugte Ausführungsform des Drehelements zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
42 eine vergrößerte Teilseitenansicht ist, die innerhalb des Kreises 42 aus 39 genommen ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Drehelements zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
43 eine vergrößerte Teilseitenansicht ist, die innerhalb des Kreises 43 aus 39 genommen ist, die die bevorzugte Ausführungsform des in dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzten Drehelements zeigt;
44 eine Teilvorderansicht ist, die den Klemmbereich der bevorzugten Ausführungsform der Rohrbefestigung zeigt, der bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
44A eine perspektivische Ansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines Einzelkonuspunktgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
45 eine Seitenansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelkonuspunktgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
46 eine Vorderansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelkonuspunktgreifpads zeigt; das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
47 eine Untersicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelkonuspunktgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
47A eine perspektivische Ansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines Doppelkonuspunktgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
48 eine Vorderansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Doppelkonuspunktgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
49 eine Untersicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Doppelkonuspunktgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
49A eine perspektivische Ansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines Einzelstandardgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
50 eine Seitenansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelstandardgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
51 eine Untersicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelstandardgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
52 eine Vorderansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelstandardgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
52A eine perspektivische Ansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines Doppelstandardgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
53 eine Untersicht ist, die eine bevorzugte Ausführungsform des Doppelstandardgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
54 eine Vorderansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Doppelstandardgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
54A eine perspektivische Ansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines Einzelsoftgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
55 eine Seitenansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelsoftgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
56 eine Draufsicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelsoftgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
57 eine Explosionsvorderansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Einzelsoftgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
57A eine perspektivische Ansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform eines Doppelsoftgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
58 eine Draufsicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Doppelsoftgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird; und
59 eine Explosionsvorderansicht ist, die die bevorzugte Ausführungsform des Doppelsoftgreifpads zeigt, das bei dem Universalgreifer der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Bezugnehmend auf 1 und 2 enthält die erste bevorzugte Ausführungsform eines Universalgreifers 81 einen Greiferkörper 83, einen sich bewegenden oberen Arm 85, einen sich bewegenden unteren Arm 87, einen Drehzapfen 89, einen Einstell- oder Anschlagstift 91, ein Rohrbefestigungselement 93, ein Drehelement 95 und ein Verlängerungsrohr 97. Das Verlängerungsrohr 97 kann stationär statt einer Aufspanneinrichtung montiert sein oder an einem bewegbaren Roboterarm angebracht sein.
Wie am besten in 8 bis 11 zu erkennen ist, hat der Körper 83 eine kreiszylindrische Außenoberfläche 81, die sich direkt an einem proximalen Ende 103 befindet, und gegabelte Arme 105, die sich direkt an einem distalen Ende 107 befinden. Die gegabelten Arme 105 sind durch einen Durchgangsschlitz 109 getrennt. Eine zentrale Bohrung 111, die eine kreiszylindrische Form hat, ist innenliegend in einer Längsausrichtung innerhalb des Körpers 83 angebracht. Eine Kolbenkammer 113 ist auch innerhalb des proximalen Endes des Körpers 83 angebracht. Ein Stangendurchlass 115 verbindet in Längsrichtung die Bohrung 111 mit der Kolbenkammer 113. Ein Lufteinlass/-auslass 121 zieht einen Zugang zwischen der Kolbenkammer 113 und einer extern angeschlossenen pneumatischen oder anderen Fluiddruckeinrichtung (nicht dargestellt) vor. Ein Satz von seitlichen Verzahnungen 123 ist entlang abgeflachten Außenoberflächen der gegabelten Arme 105 angebracht. Die Verzahnungen 123 haben einen sechzig Grad (60°) Winkel zwischen einander. Der Körper 83 wird vorzugsweise auf einer Drehbank hergestellt und dann auf Fräsmaschinen und Bohrpressen aus einem Rundmaterial aus 6061-T651 Aluminium. Nach dem Fertigen wird der Körper 83 hart beschichtet oder anodisiert auf ungefähr eine Rockwell C-Härte von 70.
Bezugnehmend auf 3, 4, 12 und 13 wird eine Endkappe 131 an dem distalen Ende des Körpers 83 befestigt. Ein O-Ring 133 dient dazu, zwischen einem Umfangskanal 135 der Endkappe 133 und einer Kolbenkammer 113 des Körpers 83 zu dichten. Ein Lufteinlass/-auslass 37 verbindet die Pneumatikeinrichtung (nicht dargestellt) mit der Kolbenkammer 113. Die Endkappe 131 wird auf die gleiche Weise und aus den gleichen Materialien wie der Körper 83 hergestellt.
Unter Bezugnahme auf 3, 4, 14 und 15 ist ein Kolben 151 koaxial innerhalb der Kolbenkammer 113 innenliegend zur Endkappe 131 angebracht. Ein Umfangskanal 153 hält einen O-Ring 155, der gegen die Innenoberfläche, die die Kolbenkammer 113 definiert, dichtet. Entsprechend läuft der Kolben in Längsrichtung und linear weg von dem proximalen Ende des Körpers 83, wenn Luft durch den Einlass 137 eindringt. In ähnlicher Weise läuft der Kolben in Längsrichtung und linear in Richtung auf das proximale Ende des Körpers 83, wenn Luft in den Einlass 123 gedrückt wird. Der Kolben 151 wird auf einer Drehbank hergestellt und dann mit Fräs- und Bohrmaschinen aus 6061-T651 Aluminium, wird jedoch nicht hart beschichtet.
Ein Gleitstück 171 ist in 3, 4 und 16 bis 19 gezeigt. Das Gleitstück hat eine Kolbenstange 173 und einen Gabelkopf 175. Ein in Längsrichtung lang gezogener Schlitz 177 und eine Öffnung 179 sind innerhalb jedes Zweigs des Gabelkopfs 175 hergestellt. Die Kolbenstange 173 ist mit dem Kolben 151 zur zusammenfallenden Bewegung in Längsrichtung und linearen Bewegung verschraubt. Das Gleitstück ist aus heißgewalztem 4150 Stahl mit Vorwärmebehandlung mit einer Flashchromendbehandlung hergestellt.
Bezugnehmend auf 2 bis 5 und 7 enthält eine Rollenanordnung 201 eine innere Rolle 203 und zwei äußere Rollen 205, die alle um einen Rollenbolzen 207 gelenkig gelagert sind. Die Rollenanordnung 201 wirkt auch als ein Blockierelement, wie später beschrieben wird. Eine Anlaufscheibe 208 ist zwischen jedem benachbarten Paar von Rollen vorgesehen. Schnappringe 209 sind auf die seitlich außen liegenden Enden des Rollenbolzens 207 aufgeschnappt, um den Rollenbolzen 207 an Öffnungen 179 des Gleitstücks 171 zu halten. Die Rollen 203 und 305 sind aus heißgewalztem 6150 Stahl gebildet, dann gehärtet und auf eine Rockwell C-Härte von 54 bis 58 geschliffen. Der Rollenbolzen 607 ist aus einem 12L14 kalt-endbearbeiteten Stahl gebildet, der einsatzgehärtet und dann auf eine Rockwell C-Härte von 46 bis 50 gehärtet ist.
6, 20, 20A, 21, 22 und 34 zeigen eine erste und vierte bevorzugte Ausführungsform von Armen 85 und 87. Die erste und vierte bevorzugte Ausführungsform setzen jeweils schwenkende obere und untere Greifarme ein, wobei der einzige Unterschied zwischen den Ausführungsformen in den Enden am nächsten bei den Greifpads liegt. Der obere Arm 85 hat ein greifendes Ende 221 und ein nachlaufendes Ende 223. Eine Klaue 225 schließt sich an eine dickere seitliche Dicke des greifenden Endes 221 an. Die Klaue 225 wird durch einen ersten Finger 227 und einen zweiten, versetzten und gegenüberliegenden Finger 229 definiert. Ein Armschwenkloch 331 ist innerhalb des Fingers 229 angebracht. Der Finger 227 hat einen bogenförmigen externen Umfangsrand 333. Eine gekurvte Oberfläche 335 ist entlang eines Innenrands der Klaue 225 angebracht. Die gekurvte Oberfläche 335 hat einen bogenförmigen Bereich 337, einen unter einem Winkel stehenden oder konischen flachen Abschnitt 339 unter fünf Grad (5°) (relativ zur Längsachse des Körpers 83) und einen gestuften oder gekerbten flachen Abschnitt 341. Ein Abschnitt 343 unter einem Winkel der gekurvten Oberfläche 335 ist entlang des Fingers 229 angebracht.
In der alternativen Ausführungsform, die in 20B und 20C gezeigt ist, ist der gekerbte Abschnitt 341 der gekurvten Oberfläche 335 durch eine Reihe von Kanälen mit Radius ersetzt, die in einer seitlichen Richtung ausgerichtet sind, über den konischen Abschnitt 339.
Wieder bezugnehmend im Folgenden auf 6 und 34 hat der untere Greifarm 87 eine Klaue 361, die durch Finger 363 und 365 definiert wird. Anders als die einstückige Klaue des oberen Arms 85 ist die Klaue 361 des unteren Arms 87 seitlich gegabelt, sodass die Klaue 225 des oberen Arms 85 bei Bewegung zwischen den Klauen 361 durchgelangen kann. Die gekurvte Oberfläche des unteren Arms 87 ist im Wesentlichen identisch zu derjenigen des oberen Arms 85 (mit gemeinsamen Referenzziffern, die verwendet werden, um die verschiedenen Abschnitte zu bezeichnen), mit der Ausnahme, dass der untere Arm 87 den gekerbten Abschnitt 341 in seiner bevorzugten Ausführungsform nicht enthält. Die Arme sind vorzugsweise aus 4140 heißgewalztem Stahl gegossen und dann auf eine Rockwell C-Härte von 44 bis 48 gehärtet.
Wie in 1, 3, 4, 7 und 34 beobachtet werden kann, verbindet der Schwenkstift 98 den oberen Arm 85 und den unteren Arm 87 schwenkbar mit dem Körper 83. Ein Paar von Schnappringen 401 dient dazu, den Schwenkstift 89 an dem Körper 83 zu halten. Wenn er an dem Körper 83 angebracht ist, wird der Schwenkstift 89 in einer festgelegten Position gehalten und an einer Bewegung in Längsrichtung oder in der seitlichen Richtung gehindert. Daher werden bei den bevorzugten Ausführungsformen die Arme 85 und 87 nur schwenkbar zwischen verschiedenen offenen Positionen (dargestellt in gestrichelten Linien in 3) zu einer geschlossenen Greifposition (wie mit durchgezogenen Linien dargestellt) bewegt. Selbstverständlich kann der Schwenkstift 89 einfach aus dem Körper 83 unter Verwendung einer einfachen Schnappringzange entfernt werden. Dies ermöglicht eine einfache Austauschbarkeit der bevorzugten Armausführungsformen, die alle ein gemeinsames Befestigungsloch zum Aufnehmen des Schwenkstifts 89 haben. Wie weiter beobachtet werden kann, ist das nachgeführte Ende 223 von jedem greifenden Arm 85 und 87 mit dem innen liegenden Röhrenkörper 83 innerhalb des Schlitzes 109 angebracht. Der Schwenkstift 89 ist vorzugsweise aus einem 12L14 kalt-endbearbeitetem Stahl gebildet, der einsatzgehärtet wird und auf eine Rockwell C-Härte von 46 bis 50 gehärtet wird.
Bezugnehmend auf 23 bis 25, 28 und 29 werden nun eine zweite und dritte bevorzugte Ausführungsform des Universalgreifers der vorliegenden Erfindung gezeigt, die festgelegte untere Arme 421 einsetzen. Jeder festgelegte untere Arm 421 hat gegabelte Finger 423 mit flachen gekurvten Oberflächen 425 und flachen externen Oberflächen 427. Jedes nachgeführte Ende 429 der unteren Arme 421 hat einen Schlitz 431, der innerhalb des Schlitzes des Körpers 83 vor dem Einführen des Schwenkstifts 89 zum Eingriff mit einer seitlich ausgerichteten Stange 435, die an dem Körper 83 durch Schnappringe befestigt ist, eingeführt wird.
Die Armausführungsformen aus 1 bis 5 und 20 bis 25 haben alle greifende Enden 221 mit einem teilweise kreisförmigen Kanal 501, der eine dazupassende teilweise kreisförmige zylindrische äußere haltende Oberfläche des Greifpads 503 aufnimmt, von dem verschiedene Ausführungsformen anschließend genauer beschrieben werden. Der Kanal 501 hat eine Seitenansicht, die C-förmig mit ungeförmig drei Viertel (3/4) eines Kreises mit einer Öffnung ist. Eine Gegenbohrung 505 erstreckt sich von einem Umfangsrand jedes Arms zum tiefsten Bereich des Kanals 501. Ein Antidrehungsbolzen 511 mit Gewinde ist innerhalb der Gegenbohrung 505 zum Eingriff mit einem Gewindeloch 513 in dem Greifpad 503 angebracht. Ein vergrößerter Kopf des Bolzens 511 hat ein hexagonales Sackloch zum Aufnehmen eines passenden Schlüssels. Entsprechend können der Bolzen 511 und das greifende Pad 503 sich plus oder minus fünf Grad (5°) in einer Längsrichtung drehen, werden jedoch daran gehindert, sich seitlich relativ zu den Armen zu bewegen, wenn sie zusammengefügt sind. Die verschiedenen Padausführungsformen können jedoch einfach entfernt und miteinander ausgetauscht werden, indem der einzige Bolzen in jedem Arm gelöst wird. Der Bolzen 511 ist vorzugsweise aus 4150 vorwärmebehandeltem heißgewalztem Stahl, der eine Rockwell C-Härte von 28 bis 32 hat und mit einer Schwarzoxidbeschichtung versehen ist, gebildet.
Die Ausführungsformen des unteren Arms von 6, 29 und 30 verwenden alle einen Meiselpunktgreifabschnitt 531. Es müssen keine zusätzlichen Greifpads an jedem Arm angebracht werden. Für die gezeigten Ausführungsformen sind eine oder zwei konische Ausnehmungen 533 innerhalb des greifenden Bereichs 531 zur Ausnehmung mit den konischen Vorsprüngen, die sich von den greifenden Pads erstrecken, angeordnet. Die Meiselpunkte dienen dazu, ein Werkstück 535 aufzunehmen oder darunter zu schaufeln, um bei dem Greifen letztenendes zu unterstützen.
Der Anschlag oder Justierstift 91 kann am besten in 3, 7, 26 und 27 erkannt werden. Der Justierstift 91 hat einen zylindrischen Schaft 601 mit einem gekerbten Flachstück 603, das in einer Seite bearbeitet ist. Ein Kopf 605 hat ein Paar von parallelen flachen Seiten 607, die auf eine Keilverbindungsweise mit einem in Umfangsrichtung lang gestreckten Schlitz 609 zusammen passen, der in die Außenoberfläche des Körpers 83 bearbeitet ist. Ein Maßpfeil erhebt sich aus dem Kopf 605 oder ist darin vertieft angebracht. Der Justierstift 91 ist seitlich innenliegend am Körper 83 so angebracht, dass der Schaft 601 und das Flachstück 603 die Bohrung 111 überbrücken. Ein Schnappring 621, der um eine Basis 623 des Justierstifts 91 angrenzend positioniert ist, hält den Justierstift 91 am Körper 83 und muss entfernt werden, um den Justierstift 91 neu zu orientieren oder zu entfernen. Der Schaft 601 und das Flachstück 603 sind in Umfangsrichtung durch den Schlitz 177 des Gleitstücks 171 umgeben.
Die Arbeitsweise der sich bewegenden Arme 85 und 87 als Antwort auf die lineare Bewegung des Gleitstücks 171 und der Rollenanordnung 201 kann erklärt werden unter Hinweis auf 7 und 31 bis 34. Wenn der Justierstift 91 entfernt wird, wie in 31, wird das Gleitstück linear in Richtung auf das distale Ende 107 des Körpers 83 so gedrückt, dass die Rollenanordnung 201 entlang des gewinkelten Abschnitts 343 jeder gekurvten Oberfläche 335 läuft. Dies bewirkt, dass jeder sich bewegende Arm 85 (und 87, nicht dargestellt) sich in eine vollständig geöffnete Position bewegt.
7 und 32 stellen den Justierstift 91 dar, der in einer fünfundvierzig Grad (45°) geöffneten Position ausgerichtet ist, wobei das Flachstück 603 weg von dem distalen Ende 107 des Körpers gerichtet ist. Entsprechend wird das Gleitstück 171 in Längsrichtung in Richtung auf das distale Ende 107 verschoben, bis ein nachgeführtes Ende des Schlitzes 177 gegen das Flachstück 603 stößt. Daher läuft die Rollenanordnung 201 nur entlang der gekurvten Oberfläche 335 eine vorgegebene Strecke. Somit wird dem Arm 805 (und dem Arm 87, nicht dargestellt) nur erlaubt, sich in eine fünfundvierzig Grad (45°) geöffnete Position relativ zu einer Zentrumslinie 701 in Längsrichtung zu drehen.
33 zeigt den Justierstift 91 in einer dreißig Grad (30°) geöffneten Position ausgerichtet, wobei eine lineare Bewegung des Gleitstücks 171 begrenzt wird, wenn der zylindrische Schaft 601 gegen das nachgeführte Ende des Schlitzes 177 stößt. Somit öffnet die Rollenanordnung 201 nur den Arm 85 (und den Arm 87, nicht dargestellt) in eine dreißig Grad (30°) offene Position.
Schließlich zeigen 34 die Arme 85 und 87 in einer greifenden oder geschlossenen Position, in der sie das Werkstück in Eingriff nehmen. In dieser Position zieht der Kolben das Gleitstück 171 zurück, was wiederum die Rollenanordnung 201 zwischen den nachgeführten Enden 223 der Arme 85 und 87 verkeilt. Ferner gelangt die zentrale Rolle 203 in Eingriff mit dem gekerbten Abschnitt 341. Diese anschlagende und verkeilende Wirkung verhindert mechanisch, dass die greifenden Arme 85 und 87 sich öffnen und unbeabsichtigt das Werkstück freigeben, selbst wenn kein Kolbendruck vorliegt. Für die Ausführungsformen mit festgelegtem unterem Arm läuft die Rollenanordnung 201 entlang der oberen gekurvten Oberfläche jedes unteren Arms, um eine unerwünschte Fehlausrichtung oder seitliche Bewegung der Rollenanordnung 201 oder des Gleitstücks 271 zu verhindern. Selbst mit den Ausführungsformen mit festgelegtem Arm wird somit die Rollenanordnung 201 verkeilt und ist in Anlage zwischen den Armen, wenn die Arme in einer vollständig greifenden Position sind.
Bezugnehmend auf 3 bis 5, 35 und 36 werden zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Werkstückanschläge 800 gezeigt. Jede Anschlagsausführungsform hat einen zentralen Basisarm 801 und ein Paar von oberen Armen 803, wodurch eine im Wesentlichen T-Form definiert wird. Der Basisarm 801 hat eine Serie von Verzahnungen 805 zum justierbaren in Eingriff Gelangen mit Verzahnungen 123 des Körpers 83. Der Basisarm 801 hat weiter ein Paar von parallelen und in Längsrichtung ausgerichteten Schlitzen 811, die seitlich zueinander versetzt sind. Eine Befestigung mit Gewinde 813 hat einen Schaft, der durch die in Längsrichtung ausgerichteten Schlitze 811 angebracht ist, zum Eingriff mit Gewindelöchern 815 und dem Körper 83. Entsprechend können Anschläge 800 in Längsrichtung relativ zum Körper 83 justiert werden. Jeder Anschlag 800 ist vorzugsweise aus 1018CDS Stahl gebildet, der einsatzgehärtet und auf eine Rockwell C-Härte von 44 bis 48 gehärtet ist. Jeder Anschlag 800 ist wesentlich dünner als er breit ist. Die Anschläge 800 sind dazu gedacht, den weicheren Aluminiumkörper vor einer Beschädigung aufgrund des Einführens und Entfernens der Werkstücke zu schützen.
37 bis 44 stellen ein Rohrbefestigungselement 93, ein Drehelement 95, das Erweiterungsrohr 97 und einen Klemmring 901 dar. Das Rohrbefestigungselement 93 hat eine Greiferkörperöffnung 903 mit einer kreiszylindrischen Gestalt zum Aufnehmen des Greiferkörpers 83. Bis zum Anziehen kann der Greiferkörper 83 in Längsrichtung in verschiedene Positionen relativ zu den Rohrbefestigungselementen 93 bewegt werden. Ein Durchgangsschlitz 905 erstreckt sich von der Öffnung 903 aus. Eine Rohraufnahme 907 ist auch innerhalb des Rohrbefestigungselements 93 angebracht und durch den Schlitz 905 in Hälften geteilt. Somit kann die Rohrbefestigung 93 bezüglich des Winkels oder drehbar sowohl in einer seitlichen Rotationsrichtung als auch in einer Längsrotationsrichtung relativ zu dem Drehelement 95 und dem Erweiterungsrohr 97 ausgerichtet werden, ehe die Schrauben 909, die über die Schlitze 905 überbrücken, angezogen werden. Ein Paar von Klemmringbereichen 901 der Rohrbefestigungselemente 93 ist innerhalb der Aufnahme 907 zum Eingriff mit einem Paar von in Umfangsrichtung umlaufenden Kanälen 931 auf einer externen und anderweitig kugelförmigen Oberfläche des Drehelements 95 positioniert. Das Drehelement 95 ist aus einem 4150 wärmebehandelten Stahl gebildet, während das Rohrbefestigungselement vorzugsweise aus 6061-T651 Aluminium gebildet ist, das hart beschichtet ist.
44A bis 47 stellen ein Einzelkonuspunktgreifpad 1001 dar, das einen einzigen zentralen konischen Vorsprung 1003 hat, der koaxial zu einer Gewindeöffnung 1005 ausgerichtet ist. Das Pad 1001 ist vorzugsweise aus 8620 kalt-endbearbeitetem Stahl, der einsatzgehärtet und auf eine Rockwell C-Härte von 58 bis 62 gehärtet ist, gebildet. 47A bis 49 stellen ein Doppelkonuspunktgreifpad 1011 dar, das ein Paar von seitlich versetzten konischen Vorsprüngen 1013 und Seitenwänden 1015 unter Winkel hat. 49A bis 52 stellen ein Einzelstandardgreifpad dar, das fünf Reihen mal sieben Spalten von pyramidenförmigen Vorsprüngen 2021 hat, die von einer theoretisch flachen Oberfläche 2023 eines Padkörpers 1025 vorstehen. Eine externe haltende Oberfläche 1027 des Padkörpers 1025 hat eine kreiszylindrische Form, die ungefähr zwei Drittel (2/3) eines Kreises ausmacht, wenn man sie von der Seite betrachtet (siehe 50). Jede Wand unter einem Winkel von jeder Pyramide hat einen neunzig Grad (90°) Winkel relativ zu der angrenzenden Wand der nächsten Pyramide. 52A bis 54 stellen ein Doppelstandardgreifpad ähnlich zu demjenigen von 49A bis 52 dar, außer dass ein Paar von Abschnitten mit Pyramiden seitlich außen liegend zu einem zentralen flachen Abschnitt, der eine Gewindeöffnung 1031 enthält, eingesetzt wird. Ferner wird bei dieser Ausführungsform ein Paar von außenliegenden Seitenwänden eingesetzt.
54A bis 57 stellen ein Einzelsoftgreifpad 1051 dar, das einen Stahlkörper 1053 und einen Urethanknopf 1055 hat, der in eine rückwärtige konisch zulaufende Kammer 1057 des Körpers 1053 eingesetzt ist. Der Knopf 1055 sitzt erhaben von einer anderweitig flachen Oberfläche 1059 des Körpers 1053. 57A bis 59 veranschaulichen ein Doppelsoftgreifpad, wie dasje nige der vorherigen Ausführungsform, außer dass ein Paar von Knöpfen 1071 seitlich außen liegend zu einer zentral angeordneten Gewindeöffnung 1073 positioniert ist.
Während die bevorzugten Ausführungsformen des Universalgreifers offenbart worden sind, ist zu verstehen, dass verschiedene andere Formen, Teile und Ausführungsformen eingesetzt werden können, ohne vom Rahmen der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Greifer zum Greifen eines Werkstücks, wobei der Greifer enthält: einen Körper (83), der eine Außenoberfläche hat; einen ersten Greiferarm (85; 421), der mit dem Körper verbunden ist; einen zweiten Greiferarm (87), der mit dem Körper verbunden ist und relativ zu dem ersten Arm bewegbar ist; einen Werkstückanschlag (800), der einen Basisarm (801) und eine Anschlagoberfläche aufweist, die dazu angeordnet ist zu verhindern, dass das Werkstück in Eingriff mit dem Körper kommt; dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Verzahnungen (123) entlang der externen Oberfläche angebracht ist und ein Satz von Verzahnungen (805) auf dem Basisarm angebracht ist, wobei die Verzahnungen (805) des Anschlags in die Verzahnungen (123) des Körpers ineinander greifen, wenn der Anschlag an dem Körper befestigt ist, um eine justierbare Montage des Anschlags mit dem Körper zu ermöglichen.
Greifer nach Anspruch 1, weiter enthaltend ein Paar von parallelen und in Längsrichtung länglichen Schlitzen (811), die entlang des Basisarms des Anschlags angebracht sind, um eine Längsjustierung des Anschlags in Beziehung zu dem Körper vor dem Befestigen zu erlauben, und ein Paar von Schraubenbefestigungen (813), die sich durch die Schlitze des Anschlags zum Sichern des Anschlags am Körper erstrecken.
Greifer nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dicke des Anschlags geringer als eine seitliche Breite des Basisarms ist, der Anschlag weiter sich seitlich erstreckende Arme (803) aufweist, so dass die seitlich sich erstreckenden Arme und der Basisarm im Wesentlichen eine T-Form definieren.
Greifer nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Anschlag aus einem härteren Material als der Körper gebildet ist.
Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter enthaltend: ein fluidbetätigtes Stellglied, das mit dem Körper verbunden ist.
Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter enthaltend ein Paar von Öffnungen, die zumindest teilweise in den sich seitlich erstreckenden Armen des Anschlags positioniert sind.
Greifer nach Anspruch 1, weiter enthaltend: einen länglichen und im Wesentlichen geraden Schlitz (811), der in dem Basisarm des Anschlags positioniert ist; und eine festmachende Befestigung (813), die in dem Schlitz positioniert ist, um den Anschlag an dem Körper betriebsbereit zu befestigen.
Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jeder der sich seitlich erstreckenden Arme des Anschlags eine relativ zu einer zweiten Kante unter einem Winkel laufende erste Umfangskante hat, wobei die zweite Kante im Wesentlichen senkrecht zu einer längs gestreckten Achse des Basisarms ist.
Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter enthaltend einen zweiten T-förmigen Werkstückanschlag (800), der an dem Körper gegenüberliegend zu dem ersten Anschlag montiert ist.
Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter enthaltend ein Mittel (91), das entfernbar in den Körper einführbar ist zum Anschlagen gegen den Arm und zum Begrenzen des Öffnungswinkels des Arms.
Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Verzahnungen des Körpers parallele Nuten enthalten, die parallel zu einem flachen Werkstückanlagerand des Anschlags orientiert sind, und die Verzahnungen eine Seite des Körpers im Wesentlichen zwischen einer Kolbenkammer (113) und einem distalen Ende des Körpers in der Nähe des Arms und angrenzend an die Kolbenkammer (113) bedecken.
Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die sich seitlich erstreckenden Arme sich über eine größere Strecke als eine angrenzende Querabmessung des Körpers erstrecken.
Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verzahnungen des Anschlags angeordnet sind, dass sie in mehreren ausgewählten Positionen in die Verzahnungen des Körpers eingreifen.
Verfahren zur Verwendung eines Werkstückgreifers, der einen T-förmigen Werkstückanschlag (800), einen Körper (83) und Greiferarme (87, 85; 421) aufweist, die mit dem Körper verbunden sind, wobei das Verfahren enthält: (a) justierbares Montieren des T-förmigen Werkstückanschlags an einer externen Oberfläche des Körpers durch Verschieben einer Befestigungseinrichtung (813), die von dem Körper vorsteht, in einem länglichen Schlitz (811) des Werkstückanschlags, und Anziehen zumindest eines Teils der Befestigungseinrichtung zum Sichern des Werkstückanschlags an dem Körper; (b) Bewegen zumindest eines der Arme relativ zu dem Körper zum in Eingriff nehmen eines Werkstücks; (c) Greifen des Werkstücks zwischen den Armen; und (d) Abhalten des Werkstücks vom Berühren des Körpers durch in Anschlag bringen des Werkstücks gegen den Werkstückanschlag, wenn das Werkstück zwischen die Arme eingesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 14, weiter enthaltend: (a) Justieren eines zweiten T-förmigen Werkstückanschlags relativ zu dem Körper; und (b) Sichern des zweiten Werkstückanschlags am Körper.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 und 15, weiter enthaltend das Zuführen eines Fluids an einen Kolben (151) in dem Greifer zum Bewegen von zumindest einem der Arme.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, weiter enthaltend in Eingriff bringen von Verzahnungen (805) des Werkstückanschlags mit extern zugänglichen Verzahnungen (123) des Körpers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, weiter enthaltend das Bilden des Werkstückanschlags aus einem härteren Metall als demjenigen, das zum Ausbilden des Körpers verwendet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, weiter enthaltend ein gleichzeitiges Verschwenken beider Arme relativ zu dem Körper.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, weiter enthaltend das lösbare Einsetzen eines Elements (91) in den Körper zum Anschlag gegen den Arm und zum Begrenzen des Öffnungswinkels des Arms.