DE9214477U1

DE9214477U1 - Greifer für Roboter

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Publication number: DE9214477U1
Application number: DE9214477U
Authority: DE
Original assignee: Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Current assignee: Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2002-10-27

Description

Greifer für Roboter Beschreibung

Die Neuerung betrifft einen Greifer für Roboter.

Stand der Technik

Aus der DE-GM-Schrift 89 04 108.9 ist ein Greifer mit zwei oder mehr als zwei Backen vorbekannt, mit einer in einem Gehäuse angeordneten Zylinder-Kolben-Einheit, mit senkrecht zur Zylinderachse angeordneten und in Richtung ihrer Längsachse verschieblichen Führungsstangen, die schräg zur Zylinderachse verlaufende Schlitze aufweisen, in die nach Art einer Nut-Feder-Anordnung eine starr mit dem Kolben verbundene Feder eingreift, wobei für jeden Backen zwei parallele Führungsstangen vorgesehen sind, die den jeweiligen Backen tragen, und alle Führungsstangen Schlitze haben, und in jedem FührungsStangenpaar in den einander zugeführten Seiten der Führungsstangen offen sind, wobei in je zwei solche Schlitze ein schräg von einem Ende des Kolbens abstehender Flügel eingreift. In je-

dem Führungsstangenpaar sind die beiden Schlitze miteinander fluchtend angeordnet. Der Kolben mit den Flügeln ist einteilig ausgebildet. Nachteilig bei dieser vorbekannten Bauart ist die relativ geringe Greifkraft, da nur ein Kolben wirksam werden kann. Ferner besitzt diese Konstruktion nur einen relativ kurzen Greiferhub, da das Keilgetriebe sonst außer Eingriff gelangt. Es ergeben sich außerdem hohe Reibungsverluste durch das Keilgetriebe, einhergehend mit einem ungünstigen Führungsverhältnis der Führungsbolzen, die nur etwa 30 % der Gehäuselänge betragen.

Aus der DE-PS 33 06 526 ist eine Greifvorrichtung für Werkstücke und sonstige Handhabungseinrichtungen vorbekannt, mit einem in einem Gehäuse durch Druckmitteldruck betätigbaren, längsverschieblich und dichtend in einem der Zylinder geführten Arbeitskolben, der mit Bolzen in Antriebsverbindung steht, denen Greiffinger zugeordnet sind, wobei die keilförmige Kolbenstange auch im Druckmittelraum angeordnet ist. Das Gehäuse ist unmittelbar mit einer Stirnfläche und/oder Seitenfläche an anderen Versorgungskänalen bzw. Vorrichtungsteilen angeflanscht. Der Arbeitskolben vermag die Bolzen sowohl zur Übertragung von Druck-, als auch von Zugkräften anzutrei-

ben. Der gesamte Gehäuseblock ist nach außen hin staub- bzw. schmutzdicht ausgebildet und abgekapselt. Jedem dieser Greiffinger ist ein im Gehäuseblock quer zur Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens angeordneter Führungsbolzen als Verdrehsicherung des betreffenden Greiffingers zugeordnet. Im übrigen ist der Arbeitskolben materialmäßig einstückig mit der die Bolzen antreibenden Kolbenstange oder einem Antriebsteil ausgebildet.

Aufgabe

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifer für Roboter der vorausgesetzten Art unter Beibehaltung der sich aus der DE-PS 33 06 526 ergebenden Vorteile derart auszubilden, daß bei hoher Greifkraft und großem Greifhub sich relativ geringe Reibverluste ergeben.

Lösung

Diese Aufgabe wird durch die in Schutzanspruch 1 oder Schutzanspruch 2 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Ein neuerungsgemäßer Greifer ist wasser- und staubdicht ausgebildet und besitzt wegen der Anordnung von zwei wirksamen Kolbenflächen eine große Greifkraft. Des weiteren ergeben sich durch den Direktantrieb sehr lange Führungen bei großem Greifhub.

Da keine Kraftumlenkung erfolgt, sind auch nur relativ geringe Reibungsverluste hinzunehmen.

Der neuerungsgemäße Greifer ist außerdem für Außen- und Innengreifen gleichermaßen gut geeignet.

Es ist auch eine kostengünstige und rationelle Herstellung möglich, da z. B. für das Gehäuse Profile verwendet werden können.

Schließlich ergibt sich auch die Möglichkeit der Steuerung der Fingerstellung mit Hilfe einer Servosteuerung, da z. B. seitlich am Gehäuse ein Sensor angeordnet werden kann, der von einem Magneten oder dergleichen im Zahnstangenansatz ein Signal erhält.

Weitere erfinderische Ausführungsformen

Die Ansprüche 3 bis 11 beschreiben sehr vorteilhafte Ausführungsformen der Neuerung. Durch die Anordnung der Zahnstangenansätze bzw. der Stangenansätze mit den Kulissenbolzen und dergleichen im Druckraum ergibt sich eine platzsparende Bauweise.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung teils schematisch dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Greifer teils im Längsschnitt, teils in der
Ansicht;

Fig. 2 einer Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Fig. 2;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, teils
in der Ansicht, teils herausgebrochen dargestellt;

- 6 Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, das an seiner Außenfläche 2 die aus Fig. 3 ersichtliche Kontur besitzen kann, während es im Innern eine Zylindermantelfläche 3 aufweist. Bei dem Gehäuse 1 kann es sich um einen Profilkörper aus einem Strangpreßprofil oder dergleichen handeln.

In dem Gehäuse 1 sind zwei Druckkolben 4 und 5 mittels Dichtungen 6 und 7 längsverschieblich und dichtend in axialer Richtung des Gehäuses 1 geradlinig geführt. Mit jedem der Druckkolben 4 bzw. 5 ist jeweils ein Führungsbolzen 8 bzw. 9 vorzugsweise materialmäßig einstückig verbunden. Die Führungsbolzen 8 und 9 sind im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und jeweils in einem Führungslager 10 bzw. 11 durch Dichtungen 12 bzw. 13 längsverschieblich abgedichtet geführt. Mit jedem der Führungsbolzen 8 und 9 ist jeweils ein Greiffinger 14 bzw. 15 durch Schrauben 16 bzw. 17 lösbar verbunden, die in je eine mit Gewinde versehene Sackbohrung eingreifen. Von diesen Sackbohrungen ist lediglich die Sackbohrung 18 dargestellt. Die nicht dargestellte Sackbohrung des Führungsbolzens 9 ist entsprechend ausgebildet.

Jeder Druckkolben 4 bzw. 5 ist einstückig mit einem Zahnstangenansatz 19 bzw. 20 verbunden, der an seiner zur Innenfläche 3 weisenden Oberfläche 21 bzw. 22 kreisförmig verlaufend ausgebildet ist (Fig. 3) und satt an der Zylindermantelfläche 3 anliegt.

Die Zahnstangenansätze 19 und 20 weisen an ihren einander zugekehrten Oberflächen Verzahnungen 23 bzw. 24 auf, die mit einem Ritzel 25 kämmen. Das Ritzel 25 besitzt eine orthogonal zur Längsachse der Führungsbolzen 8 und 9 verlaufende hohle Drehachse 26, die an beiden Enden durch Dichtungen 27 bzw. 28 im Gehäuse 1 abgedichtet ist. Außerdem besitzt die hohle Drehachse 26 an einem Ende eine kolbenförmige Verdickung 29, mit der die Drehachse 26 in einer entsprechenden Aussparung 30 im Gehäuse 1 gelagert und axial durch einen Sicherungsring 31 im Gehäuse 1 festgelegt ist.

Mit dem Bezugs zeichen 32 ist ein Sensor bezeichnet, der außen am Gehäuse 1 angeordnet und über eine elektrische Leitung 33 mit einem geeigneten Anzeigegerät, mit einer Stromquelle oder dergleichen, verbunden ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der eine Zahnstangenansatz 19

mit einem in einer Aussparung angeordneten Magneten 34 versehen, um die Position der Zahnstangenansätze 19 und 20 und damit auch die der Kolben 4, 5 und schließlich auch der Greiffinger 14 und 15 entsprechend ermitteln und bestimmen zu können.

Die Bezugszeichen 35, 36, 37 und 38 bezeichnen Druckmittelkanäle. Vorliegend wird der Greifer mit Luftdruck betrieben.

Anschlüsse zum Zuführen des Druckmittels sind bei 39 und 40 dargestellt, während das Bezugszeichen 41 eine Nut bezeichnet .

Durch Zuführung von Druckmittel durch den Anschluß 40 können die Greiffinger 14 und 15 in Offenstellung, also voneinander wegbewegt werden, während durch Zuführung von Druckluft durch die Anschlußleitung 39 die Greiffinger gegeneinander, also in Greifstellung (Außengreifen) gesteuert werden.

Die Zahnstangenansätze 19 und 20 sind im übrigen zwischen Führungskalotten 42 und 43 geführt, die gleich groß sind und an ihrer Außenmantelfläche entsprechend dem Verlauf

der Innenfläche 3 ausgestaltet sind und satt an dieser anliegen. An den einander zugekehrten Stirnseiten 44 und 45 sind die Führungskalotten 42, 43 ebenflächig ausgebildet. Diese Stirnflächen 44 und 45 verlaufen orthogonal zur Längsachse der Drehachse 26 (Fig. 3).

Mit dem Bezugszeichen 46 ist eine Druckfeder bezeichnet, durch die der Hub in der betreffenden Richtung unterstützt oder der Antrieb in der Wirkungsrxchtung der Druckfeder 4 6 ganz bewirkt werden kann. Die Druckfeder 46 kann aber auch entfallen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 sind für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. Diese Ausführungsform unterscheidet sich im wesentlichen von der vorbeschriebenen Ausführungsform dadurch, daß statt eines Antriebes mittels Zahnstangen und eines Ritzels der Antrieb über einen doppelten offenen Kreuzschleifenantrieb erfolgt. Hierzu sind die ohne Zahnungen versehenen, als glatte Ansätze ausgebildete Stangenansätze 19 und 20, mit je einem Kulissenbolzen 47 bzw. 48 versehen. Die Längsachsen der beiden Kulissenbolzen 47 und 48 verlaufen parallel zueinander. Die Kulissenbolzen 47 und 48 sind einstückig mit dem zugeordne-

ten Stangenansatz 19 bzw. 20 ausgebildet, und jeder der Kulissenbolzen 47 bzw. 48 greift in einen Kulissenschlitz 49 bzw. 50 einer zweiarmigen Schwinge 51, die symmetrisch ausgebildet und auf der Drehachse 26 drehbeweglich mittels eines Lagers 52 angeordnet ist.

Bei 53 ist eine Kugelbüchse bezeichnet, durch den der Führungsbolzen 8 reibungsmindernd gelagert ist. Der Führungsbolzen 9 kann in einer ebensolcher Kugelbüchse geführt und gelagert sein (nicht dargestellt).

Die in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Außenfläche

3 Zylindermantelflache/Innenfläche

4 Druckkolben 5 6 Dichtung

8 Führungsbolzen

10 Führungslager 11 12 Dichtung 13 14 Greiffinger 15 16 Schrauben 17

18 Sackbohrung

19 Zahnstangenansatz, Stangenansätze 20

21 Oberfläche

23 Verzahnung

25 Ritzel

26 Drehachse, hohle

27 Dichtung 28

29 Verdickung, kolbenförmige

30 Aussparung

31 Sicherungsring

32 Sensor

33 Leitung

34 Magnet

35 Kanal 36

39 Anschluß

41 Nut

42 Führungskalotte 4 3 44 Stirnseite

45 Stirnseite

46 Druckfeder

47 Kulissenbolzen 48 49 Kulissenschlitz 50

51 Schwinge, zweiarmige

52 Lager

53 Kugelbüchse

Literaturverzeichnis

DE-GM-Schrift 89 04 108.9 DE-PS 33 06 526

Japanische Prospekte (Kopien sind beigefügt)

Claims

5173/22 Ba. 22. Oktober 1992 Fritz Schunk GmbH Bahnhofstraße 110 D-7128 Lauffen/Neckar Greifer für Roboter Schutzansprüche

1. Greifer für Roboter

mit einem

a) ungeteilten, einstückigen Gehäuse (1), das in seinem Innern einen

b) Zylinderraum aufweist und mit mindestens

c) zwei Führungsbolzen (8 bzw. 9), wobei

d) mit jedem der Führungsbolzen (8 bzw. 9) einstückig ein Druckkolben (4 bzw. 5) verbunden ist und

e) jeder Führungsbolzen (8 bzw. 9) mit einem Führungslager (10) dichtend in einer Zylinderöffnung des Gehäuses (1) angeordnet ist, wobei

f) die geradlinig synchronbewegbaren Führungsbolzen (8, 9) jeweils mit einem Zahnstangenansatz (19 bzw. 20) einstückig verbunden sind und

g) diese Zahnstangenansätze (19 bzw. 20) an ihren einander zugekehrten Stirnseiten je eine Verzahnung (23 bzw. 24) aufweisen und

h) zwischen diesen beiden Verzahnungen ( 23, 24) der Zahnstangenansätze (19, 20) ein Ritzel (25) mit den beiden Verzahnungen (23, 24) kämmend angeordnet ist, und daß das

i) Ritzel (25) auf einer orthogonalen Längsachse der Führungsbolzen (8, 9) verlaufenden, vorzugsweise hohlen Drehachse (26) gelagert, wobei

j) die Zahnstangenansätze (19, 20) als verlängerte Führungen der Führungsbolzen (8 bzw. 9) dienen ( Fig. 1 und 2).

2. Greifer für Roboter mit einem

a) ungeteilten, einstückigen Gehäuse (1), das in seinem Innern einen

b) Zylinderraum aufweist und mit
mindestens

c) zwei Führungsbolzen (8 bzw. 9), wobei

f) die geradlinig synchronbewegbaren Führungsbolzen (8, 9) jeweils mit einem Stangenansatz (19 bzw. 20) einstükkig verbunden sind und

g) diese Stangenansätze (19 bzw. 20) mit je einem Kulissenbolzen (47 bzw. 48) einstückig verbunden sind und

h) die Längsachsen der Kulissenbolzen (47, 48) parallel zueinander verlaufen

i) wobei jeder der Kulissenbolzen (47 bzw. 48) in je einen Kulxssenschlitz (49 bzw. 50) eingreift,

j) und jeder der Kulxssenschlitze (49 bzw. 50) an einer zweiarmigen Schwinge (51) angeordnet sind, wobei die beiden Arme um

180° versetzt auf diametral gegenüber liegenden Seiten befinden und einstückig mit einem Lager (52) verbunden ist, durch das eine Drehachse (26) hindurchgreift, deren Längsachse orthogonal zur Längsachse der Führungsbolzen (8, 9) und parallel zu den Längsachsen der Kulissenbolzen (47, 48) verläuft, wobei

k) die Stangenansätze (19, 20) als verlängerte Führungen der Führungsbolzen (8, 9) dienen.

3. Greifer nach Anspruch &igr; dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangenansätze (19, 20) in Längsachsrichtung (Verschieberichtung) der Führungsbolzen (8, 9) durch zylindersegmentförmige Führungskalotten (42 bzw. 43) geführt sind, derart, daß die Führungskalotten (42, 43) an ihrer einander zugekehrten Stirnseiten (44, 45) ebenflächig begrenzt sind und parallel mit diesen Stirnseiten (44, 45) sowie orthogonal zur Längsachse der hohlen Drehachse (26) verlaufen, während die Führungskalotten (42, 43) an ihren

einander abgekehrten Seiten kreisbogenförmig verlaufend sind, derart, daß sie den gleichen Kreismittelpunkt besitzen und dieser Kreismittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Kreises zusammenfällt, der den Zylinder für die Druckkolben (4, 5) bildet, wobei die Zahnstangenansätze (19, 20) symmetrisch zu der hohlen Drehachse (26) ausgebildet sind und ebenfalls mit Kreisbögen an der Innenfläche (3) des Zylinders für die Druckkolben (4, 5) satt anliegen.

4. Greifer nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangenansätze (19 bzw. 20) auf der dem Zahnritzel (25) abgewandten Seite an der Innenfläche (3) des Zylinders für die Druckkolben (4, 5) geführt sind, während sich die Zahnstangenansätze (19, 20) an ihren einander zugekehrten Seiten durch die Verzahnung (23, 24) an dem Zahnritzel (25) abstützen und führen.

5. Greifer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (26) für das Ritzel (25) eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme von z. B. einem Sensor (Fig. 2) besitzen.

6. Greifer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden , dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbolzen (8, 9) reibungsmindernd in &zgr;. B. Kugelbüchsen (53) in Führungen gelagert sind (Fig. 5).

7. Greifer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskalotten (42, 43) aus reibungsminderndem Material, z. B. aus PTFE oder einem mit reibungsminderndem Material beschichtetem Werkstoff, z. B. Kunststoff, bestehen (Fig. 3).

8. Greifer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 und folgende, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Zahnstangenansätze (19 bzw. 20) mit einem Magnet (z. B. 34) bestückt ist und das Gehäuse (1) mit mindestens einem Sensor (32), welcher zur Bestimmung der Fingeröffnungsweite und zur Regelung oder Steuerung der Fingeröffnungsweite, z. B. mittels Ventilen oder Servoventilen, ausgerüstet ist (Fig. 1 bis 3).

9. Greifer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (l) aus Profilmaterial gefertigt ist (Fig. 3).

10. Greifer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest einer der Druckkolben (z. B. 5) gegen die Rückstellkraft einer Druckfeder (46) abstützt.

11. Greifer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zahnstangenansätze (19) oder die Stangenansätze (19 bzw. 20) mit den Kulissenbolzen jeweils im Druckraum befinden.