FR2534175A1

FR2534175A1 - Gripping clamp with jaws active in both directions and in continuous rotation

Info

Publication number: FR2534175A1
Application number: FR8216881A
Authority: FR
Inventors: Serge Coussot; Pascal Nouguerede
Original assignee: PHAREMME
Current assignee: PHAREMME
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1984-04-13
Also published as: FR2534175B1

Abstract

The two opposed jaw-carrying levers 4 each have an engaging tooth 5 at one end which engages with a housing 9A of a part 9 freely mounted in rotation on a hollow piston rod 8 containing a shaft 10, at one end 10A of which is locked in rotation the body 1 of the clamp and the other end 10B of which is coupled in rotation with the shaft 16 of a rotary motor such that the jaw-carrying levers 4 can be positively operated in both directions and driven in rotation at high speed in order to work with a tool, for example.

Description

L'invention a pour objet une pince de préhension utilisable sur les robots et sur les appareils automatiques de manipulation. The subject of the invention is a gripper which can be used on robots and on automatic handling devices.

Les pinces connues ont habituellement deux mors opposés qui sont rapprochés symétriquement l'un de l'autre de manière positive sous l'effet d'un organe moteur tel qu'un vérin. Known clamps usually have two opposite jaws which are brought symmetrically towards one another in a positive manner under the effect of a motor member such as a jack.

Fréquemment, en sens inverse, à l'ouverture, les deux mors opposés s'écartent symétriquement sous l'action d'un ou de plusieurs ressorts de rappel pendant que l'organe moteur effectue une course de recul. Il existe ainsi des pinces dans lesquelles les deux mors opposés sont manoeuvrés positivement dans les deux sens par un organe moteur. Frequently, in the opposite direction, upon opening, the two opposite jaws symmetrically move apart under the action of one or more return springs while the drive member performs a recoil stroke. There are thus clamps in which the two opposite jaws are operated positively in both directions by a motor member.

L'invention se rapporte à une pince de ce second type qui est capable de saisir positivement un objet avec une force de serrage contrôlable aussi bien dans le sens de la fermeture ou de rapprochement des mors que dans le sens de l'ouverture ou d'écartement des mors. The invention relates to a clamp of this second type which is capable of positively grasping an object with a controllable clamping force both in the direction of closing or closing the jaws and in the direction of opening or spacing of the jaws.

Le but principal de l'invention est de parvenir à une pince de préhension à mors actifs telle que définie ci-dessus, susceptible d'étire utilisée avec une orientation quelconque sur 3600 autour d'un axe géométrique passant entre les mors au de tourner de façon continue autour de cet axe. The main object of the invention is to achieve a gripper with active jaws as defined above, capable of stretching used with any orientation on 3600 around a geometric axis passing between the jaws at the turn of continuously around this axis.

Une pince du type concerné comprend un corps creux ayant un axe géométrique longitudinal, deux axes de pivotement portés par ce corps creux et autour desquels sont montés respectivement, deux leviers coudés oscillants porte-mors. A clamp of the type concerned comprises a hollow body having a longitudinal geometric axis, two pivot axes carried by this hollow body and around which are mounted respectively, two angled jaw-carrying levers.

Ces leviers oscillants ont une première extrémité extérieure au corps creux å laquelle on peut fixer des mors facilement remplaçables adaptes aux articules à saisir. Chacun des deux mêmes leviers a une seconde extrémité située à l'intérieur du corps creux et pourvue d'un moyen de manoeuvre en pivotement.These oscillating levers have a first end external to the hollow body to which one can fix easily replaceable jaws adapted to the joints to be gripped. Each of the same two levers has a second end situated inside the hollow body and provided with a means of pivoting operation.

A l'opposé des leviers porte-mors, la pince comprend un moteur rotatif ayant un arbre allongé qui est calé en rotation avec le corps creux. Cet arbre est entouré librement par un cylindre fixe. Selon l'invention, ce cylindre est un cylindre d'un vérin hydraulique à double effet qui comprend un piston et une tige de piston tubulaire entourant librement l'arbre allongé du moteur rotatif. La tige de piston s'étend jusqu'à l'intérieur du corps creux où son extrémité libre est munie d'un moyen de manoeuvre complémentaire du moyen de manoeuvre porté par les leviers porte-mors. Opposite the jaw-carrying levers, the clamp comprises a rotary motor having an elongated shaft which is locked in rotation with the hollow body. This tree is freely surrounded by a fixed cylinder. According to the invention, this cylinder is a cylinder of a double-acting hydraulic cylinder which comprises a piston and a tubular piston rod freely surrounding the elongated shaft of the rotary motor. The piston rod extends to the interior of the hollow body where its free end is provided with an operating means complementary to the operating means carried by the jaw-carrying levers.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le vérin et sa tige de piston sont montés concentriquement à l'axe géométrique longitudinal du corps creux ; la tige de piston est monte coulissante longitudinalement sur l'arbre allongé dont l'axe géométrique est confondu avec l'axe géométrique longitudinal du corps creux. Le moyen complémentaire de manoeuvre porté par la tige du vérin est libre en rotation par rapport à cette tige. In a preferred embodiment of the invention, the jack and its piston rod are mounted concentric with the longitudinal geometric axis of the hollow body; the piston rod is slidably mounted longitudinally on the elongated shaft whose geometric axis coincides with the longitudinal geometric axis of the hollow body. The complementary operating means carried by the cylinder rod is free to rotate relative to this rod.

De cette façon, on peut donner à la pince une orientation quelconque à l'aide du moteur rotatif, ou même la faire tourner de façon continue sur elle-même, tout en gardant la possibilité de manoeuvrer positivement les mors dans les deux sens à l'aide du vérin. In this way, the gripper can be given any orientation using the rotary motor, or even rotate it continuously on itself, while retaining the possibility of positively maneuvering the jaws in both directions. using the jack.

On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante entrant dans la définition donnée ci-dessus, une description d'un mode préféré de réalisation de l'invention. On se reportera à la figure unique annexée qui est une vue en coupe longitudinale par un plan passant par l'axe d'une pince conforme à l'invention. A description will now be given, without limiting intention and without excluding any variant coming within the definition given above, of a preferred embodiment of the invention. Reference will be made to the appended single figure which is a view in longitudinal section through a plane passing through the axis of a clamp according to the invention.

La pince décrite ici en exemple comprend un corps creux 1 qui a un axe géométrique longitudinal 2 et qui porte, de part et d'autre de l'axe 2 et de préférence symétriquement, deux axes de pivotement espacés 3 (un seul axe 3 est représenté) disposés transversalement à l'axe 2. Ces axes de pivotement 3 servent chacun à l'articulation d'un levier oscillant coudé 4 qui a une extrémité libre 4A extérieure au corps creux 1 et une extrémité 4B intérieure à ce même corps creux 1. L'extrémité libre 4A sert à la fixation de mors remplaçables (non représentés) adaptés aux objets à saisir. L'extrémité intérieure 4B des leviers oscillants 4 est pourvue d'un moyen de manoeuvre qui est dans cet exemple une dent unique 5 pivotant circulairement avec le levier 4 autour de l'axe de pivotement correspondant 3. The clamp described here as an example comprises a hollow body 1 which has a longitudinal geometric axis 2 and which carries, on either side of the axis 2 and preferably symmetrically, two spaced pivot axes 3 (a single axis 3 is shown) arranged transversely to the axis 2. These pivot axes 3 each serve for the articulation of a bent oscillating lever 4 which has a free end 4A outside the hollow body 1 and an end 4B inside this same hollow body 1 The free end 4A is used for fixing replaceable jaws (not shown) adapted to the objects to be grasped. The inner end 4B of the oscillating levers 4 is provided with an operating means which is in this example a single tooth 5 pivoting circularly with the lever 4 around the corresponding pivot axis 3.

Dans l'exemple illustré ici, un vérin 6 à double effet est placé concentriquement à l'axe longitudinal 2. Il comprend un cylindre fixe 6A qui-contient un piston 7 et une tige de piston 8. Cette tige de piston 8 est tubulaire, c'est-à-dire creuse de bout en bout ainsi que le piston 7, et cet ensemble est traversé longitudinalement par un arbre 10 dont l'axe géométrique est confondu avec l'axe géométrique longitudinal 2. D'autre part, le cylindre 6A du vérin 6 n'est pas fixé au corps creux 1. Il est soutenu et guidé en rotation par des roulements à billes A1 à l'intérieur d'un fourreau 12 qui le contient et qui est fixé à une extrémité, à l'aide de vis, au corps creux 1. In the example illustrated here, a double-acting cylinder 6 is placed concentrically with the longitudinal axis 2. It comprises a fixed cylinder 6A which contains a piston 7 and a piston rod 8. This piston rod 8 is tubular, that is to say hollow end to end as well as the piston 7, and this assembly is traversed longitudinally by a shaft 10 whose geometric axis is coincident with the longitudinal geometric axis 2. On the other hand, the cylinder 6A of the cylinder 6 is not fixed to the hollow body 1. It is supported and guided in rotation by ball bearings A1 inside a sheath 12 which contains it and which is fixed at one end, to the using screws, hollow body 1.

L'extrémité libre de la tige de piston 8 pénètre à l'intérieur du corps creux 1 ou elle est munie d'un moyen de manoeuvre 9 complémentaire à chacun des moyens de manoeuvre 5 des leviers porte-mors 4. Dans cet exemple, le moyen de manoeuvre 9 est monté libre en rotation sur la tige de piston 8 grâce à des roulements et à des butées à aiguilles disponibles dans le commerce. Ce moyen 9 présente deux logements opposés 9A dans chacun desquels est engagée respectivement la dent 5 du levier oscillant 4 correspondant. The free end of the piston rod 8 penetrates inside the hollow body 1 or it is provided with an operating means 9 complementary to each of the operating means 5 of the jaw-carrying levers 4. In this example, the operating means 9 is mounted to rotate freely on the piston rod 8 by means of bearings and needle stops commercially available. This means 9 has two opposite housings 9A in each of which is engaged respectively the tooth 5 of the corresponding oscillating lever 4.

L'arbre allongé 10 qui traverse totalement le vérin 6 est libre en rotation et en translation à l'intérieur de la tige de piston tubulaire 8. Il a une première partie xtreme 10A par laquelle il est calé en rotation avec le corps creux 1 et une seconde partie extrême opposée 10B qui s'étend en dehors du cylindre 6A du vérin 6. Ce cylindre 6A est solidement fixé par des vis à une pièce porteuse fixe 13 dans laquelle sont forés des canaux 14, 15 se prolongeant dans la paroi du cylindre 6A pour la circulation du fluide hydrau lique. La pièce fixe 13 sert encore à porter un moteur rotatif non visible sur la figure, dont l'arbre 16 est accouplé en rotation avec l'extrémité 10B de l'arbre allongé 10. The elongated shaft 10 which passes completely through the cylinder 6 is free to rotate and translate inside the tubular piston rod 8. It has a first xtreme part 10A by which it is locked in rotation with the hollow body 1 and a second opposite end portion 10B which extends outside the cylinder 6A of the jack 6. This cylinder 6A is securely fixed by screws to a fixed bearing part 13 in which channels 14, 15 are drilled extending into the wall of the cylinder 6A for the circulation of the hydraulic fluid. The fixed part 13 also serves to carry a rotary motor not visible in the figure, the shaft 16 of which is coupled in rotation with the end 10B of the elongated shaft 10.

Avec un tel montage, l'entraînement en rotation des arbres accouplés 16 et 10, se traduit par une rotation du corps creux 1 entraînant avec lui les leviers porte-mors 4 et le fourreau 12 qui tournent autour du cylindre 6A du vérin 6 fixé à la pièce porteuse fixe 13. Les dents d'engrènement 5 tournent en entraînant le moyen d'engrènement 9 monté libre en rotation sur la tige de piston 8. Pendant la rotation de la pince autour de l'arbre longitudinal 2, il reste possible de commander le déplacement du piston 7 à l'intérieur du cylindre 6A, et, par consequent, de manoeuvrer les leviers oscillants porte-mors 4, positivement dans un sens ou dans le sens opposé comme on l'a expliqué plus haut. With such an assembly, the rotational drive of the coupled shafts 16 and 10, results in a rotation of the hollow body 1 bringing with it the jaw-carrying levers 4 and the sheath 12 which rotate around the cylinder 6A of the jack 6 fixed to the fixed bearing part 13. The meshing teeth 5 rotate while driving the meshing means 9 mounted to rotate freely on the piston rod 8. During the rotation of the clamp around the longitudinal shaft 2, it remains possible to controlling the displacement of the piston 7 inside the cylinder 6A, and, consequently, of operating the jaw-carrying oscillating levers 4, positively in one direction or in the opposite direction as explained above.

On remarquera que l'amplitude de la rotation de la pince autour del'axe longitudinal 2 n'est pas limitée ; sa vitesse de rotation ne l'est pas non plus, de sorte que la pince peut saisir un outil, par l'extérieur ou par l'intérieur et, en tournant sur elle-même à grande vitesse, elle peut jouer le rôle d'une broche de machine-outil. It will be noted that the amplitude of the rotation of the clamp around the longitudinal axis 2 is not limited; its rotation speed is not either, so that the gripper can grasp a tool, from the outside or from the inside and, by turning on itself at high speed, it can play the role of a machine tool spindle.

La pince de l'invention permet de saisir une pièce, de l'introduire dans un organe de maintien puis de saisir un outil et de se servir de ce dernier pour exécuter une opération d'usinage sur cette même pièce. The gripper of the invention makes it possible to grasp a part, to introduce it into a holding member then to grasp a tool and to use it to execute a machining operation on this same part.

Bien entendu, les éléments complémentaires d'engrè- nement 5 et 9 peuvent se trouver indifféremment sur les leviers oscillants 4 ou sur l'organe mobile 8 du moteur 6 dans une disposition relative inverse de celle qui a été décrite. Of course, the complementary meshing elements 5 and 9 can be found either on the oscillating levers 4 or on the movable member 8 of the motor 6 in a relative arrangement opposite to that which has been described.

I1 est prévu, selon l'invention, de monter autour de l'arbre 16 des détecteurs de position 17 qui permettent de contrôler avec précision la rotation et l'orientation des leviers porte-mors 4. I1 is provided, according to the invention, for mounting around the shaft 16 position detectors 17 which make it possible to precisely control the rotation and the orientation of the jaw-carrying levers 4.

Claims

1. Gripper with two jaw-carrying levers (4) mounted movable around pivots (3) carried by a hollow body (1) carrying said pivots (3), also comprising opposite jaw-carrying levers (4 ) a rotary-shaft motor (10) fixed in rotation by one end (10A) with the hollow body (1), this shaft (10) being freely surrounded by a fixed cyclinder (6A), characterized in that the fixed cylinder ( 6A) constitutes the cylinder of a double-acting cylinder (6) having a piston (7) and a piston rod (8) which are tubular and which freely surround the shaft (10) fixed to the hollow body (1), the piston rod (8) extending as far as the interior of the latter or its free end is provided with means for operating the jaw-carrying levers (4)

2. Gripper according to claim 1 wherein the means for operating the jaw-carrying levers (4) are the complementary means for positive operation of these levers (4) in the direction of opening and closing, characterized in that the means mounted on each jaw support lever (4) is firmly fixed to this lever (4) while the means mounted on the piston rod (8) is free to rotate relative to this rod (8).

3. Pliers according to claim 2, characterized in that the jack (6) has its general geometric axis confused with the longitudinal geometric axis (2) of the hollow body (1).

4. Pliers according to claim 1, characterized in that the hollow body (1) is extended by a sheath (12) which is mounted to rotate freely on the cylinder (6A) of the jack (6), this cylinder (6A) being joined to the rotary motor for driving the lower shaft in rotation (10).

5. Clamp according to claim 4 characterized in that the cylinder (6A) of the jack (6) is joined to the rotary motor driving the inner shaft (10) par'intermediate of a fixed carrier part (13) in which are fixed channels (14,15) for circulation of the cylinder fluid (6)