SE421277B

SE421277B - Gripping device for manipulation of objects

Info

Publication number: SE421277B
Application number: SE7902709A
Authority: SE
Inventors: S G Rydelius
Original assignee: Johnson Metall Ab
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1981-12-14
Also published as: SE7902709L

Abstract

A gripping device, or "picker", for manipulating of cylindrical objects and, for example, belonging to a so- called industrial robot, comprises a box and three gripping fingers protruding from it in the same direction. The middle finger can move by means of a pneumatically operated connecting rod which also carries a curved body. On either side of the middle finger there are two hinged fingers which form one arm for each of their twin-arm levers, whose other end interacts with the curved body. This is configured such that the tips of the fingers are constantly held at approximately the same mutual distance from an imaginary stationary centre point. <IMAGE>

Description

_19o2709-0 7 oeras med sin axellinje på samma plats oberoende av deras ytterdiameter odh utan att några omställningar eller juste- ' ringsåtgärder erfordras därför. d Enligt uppfinningen uppfyllas dessa krav och syften i princip genom att fingrarna göres rörliga i ett och samma plan och att två av dem är svängbara medan det tredje fing- ret är rätlinigt förskjutbart. De cylindriska föremålen kan härvid införas i gapet mellan fingrarna genom att de båda evängbara fingrarna uppspärras tillräckligt mycket för att gripa över den förekommande maximala diametern och samman- föras tillräckligt mycket fö att gripa om föremål med den få'ekommande minimala diametern. Oavsett hur mycket fing- e rarna sammanförts när kontakt erhålles med det gripna före- målet kommer de att tillsammans bestämma ett oentrum med fm: läge. ' Uppfinningen skall.nedan beskrivas närmare i detalj under hänvising till bifogade ritningar, där fig. 1 är en delvis uppbruten sidovy och fig. 2 är en vy tagen under- ifrån och delvis i sektion efter linjen II - II i fig. 1." Gripdonet enligt uppfinningen utgör en som en enhet förflyttbar detalj ingående i nedan närmare angivna anord- ningar_för förflyttning av föremål, särskilt cylindriska sådana. I denna enhet ingår en hållare, tre därvid rörligt fastsatta gripcrgan och manövreringsanordningar för dessa griporgan. J d ' Griporganets hållare är utförd som en i stort sett rätvinklig platt låda sammansatt av en bottenplatta ll, eiaevëgger 15, 15, ieek 17 een änavägger 19, 21. _19o2709-0 7 are operated with their axis line in the same place regardless of their outer diameter or without any adjustments or adjusting measures being required therefore. According to the invention, these requirements and objects are fulfilled in principle in that the fingers are made movable in one and the same plane and that two of them are pivotable while the third finger is rectilinearly displaceable. The cylindrical objects can then be inserted into the gap between the fingers by the two rotatable fingers being locked up sufficiently to grip over the existing maximum diameter and brought together sufficiently to grip the object with the few minimum diameters. Regardless of how much the fingers are brought together when contact is made with the seized object, they will together determine an unentrum with fm: position. The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a partially broken away side view and Fig. 2 is a view taken from below and partly in section along the line II - II in Fig. 1. " The gripper according to the invention constitutes a unit which can be moved as a unit and is included in the devices specified below for moving objects, in particular cylindrical ones. This unit includes a holder, three movably attached gripping members and actuating devices for these gripping members. designed as a substantially rectangular flat box composed of a bottom plate ll, eiaevëgger 15, 15, ieek 17 een änavägger 19, 21.

Griporganen, som är avsedda att göra direkt kontakt med föremålen een eken flyttas, är utförde eem eienre fingrar som skjuter ut genom lådans ändvägg 21 och sträcker sig i stort sett parallellt med varandra ett stycke utanför denna. Ett mittre finger 23 är rätlinigt förskjutbart och genomskjuter en detsamma styrande utborrning i ändväggen 21.The gripping means, which are intended to make direct contact with the objects in which the oak is moved, are made by their own fingers which protrude through the end wall 21 of the box and extend substantially parallel to each other some distance outside it. A middle finger 23 is rectilinearly displaceable and projects through the same guiding bore in the end wall 21.

De båda andra fingrarna 25, 27 är svängbara och är placerade symmetriskt på ömse sidor om mittfingret 21. De genomskju- ter vida öppningar 26, 28 mellan ändväggen 21 och sidoväg- gen 13 resp. 15. I närheten av dessa öppningar är tappar 29, 7902709-0 30 insatta mellan bottenplattan ll och locket 17, på vilka tappar tvåarmade hävstänger 51, 35 är lagrade. Fingrarna 25, 27 bildar den ena armen av dessa hävstänger, och häv- stängernas andra armar 55, 57 som ligger helt inneslutna i lådan uppbär vid änden en kullagrad rulle 59 resp. 41.The two other fingers 25, 27 are pivotable and are placed symmetrically on either side of the middle finger 21. They project through wide openings 26, 28 between the end wall 21 and the side wall 13 and 13, respectively. 15. In the vicinity of these openings, pins 29, 7902709-0 30 are inserted between the bottom plate 11 and the lid 17, on which pins two-armed levers 51, 35 are mounted. The fingers 25, 27 form one arm of these levers, and the other arms 55, 57 of the levers, which are completely enclosed in the box, carry at the end a ball-bearing roller 59 resp. 41.

Medelst en mellan armarma 35, 37 utsträckt spiralfjäder 43 pressas rullarna från ömse håll till anliggning mot en kurv- kropp 45. Denna kurvkropp är fastsatt på eller bildar en ut- vidgad del av en manöverstång 47 som är rätlinigt styrd i lådans bakvägg 19. Framtill övergår denna stång i mitt- fingret 25, och baktill är den fastsatt vid kolvstången 49 till en pneumatisk manövercylinder 51, som medelst ett vin- kelstyeke 53 är fastsatt vid ett bakåt fölängt parti 55 av lådans bottenplatta ll.By means of a coil spring 43 extending between arms 35, 37, the rollers are pressed from both sides into abutment against a basket body 45. This basket body is attached to or forms an extended part of a control rod 47 which is rectilinearly guided in the rear wall 19 of the box. this rod passes into the middle finger 25, and at the rear it is attached to the piston rod 49 to a pneumatic actuating cylinder 51, which by means of an angular piece 53 is attached to a rearwardly extended portion 55 of the bottom plate 11 of the box.

När tryckluft tillföras till manövercylíndern 51, pres- sas manöverstången 47 och kurvkroppen 45 framåt och rörelsen överföxes direkt till det förskjutbara míttfingret 23, Rul- larna 59, 41, som medelst spiralfjädern 43 hålles till an- liggning mot de motsatta symmetriskt utformade styrytorna av.¶M kurvkroppen 45, föres samtidigt därmed isär, så att fingrar- na 25, 27 svänges inåt mot varandra. Deras toppar rör sig härvid efter cirkelbàgformiga banor mot en punkt 57 som lig- ger utanför lådans ändvägg 21 på ett fast avstånd och symme- triskt, d.v.s. mitt för det förskjutbara fingret 25, vilket också rör sig mot denna punkt, fast efter en rätlinig bana.When compressed air is supplied to the control cylinder 51, the control rod 47 and the basket body 45 are pressed forward and the movement is transferred directly to the displaceable middle finger 23, the rollers 59, 41, which are held by the coil spring 43 in contact with the opposite symmetrically shaped guide surfaces. ¶M the basket body 45, is simultaneously moved apart, so that the fingers 25, 27 are pivoted inwards towards each other. In this case, their peaks move along circular arcuate paths towards a point 57 which lies outside the end wall 21 of the box at a fixed distance and symmetrically, i.e. center of the displaceable finger 25, which also moves towards this point, fixed after a rectilinear path.

Samtliga dessa rörelser försiggår i ett och samma plan sam- manfallande med papperets plan i fig. l. Konturen av kurv- kroppen 45 är så utbildad att avstånden mellan fingrarnas toppar och denna punkt 57 alltid hálles så nära lika varand- ra som praktiskt möjligt. När ett cylindriskt föremål gri- pes av fingrarna kommer därför föremålets axellinje ett befinna sig i ett bestämt läge oavsett hur stor dess diame- ter är. Detta innebär att några omställningar av gripdonet ej behöver företagas när diametern ändras av t.ex. rörhylsor som skall inplaceras i en svarv.All these movements take place in one and the same plane coinciding with the plane of the paper in Fig. 1. The contour of the basket body 45 is so formed that the distances between the tips of the fingers and this point 57 are always kept as close to each other as practically possible. Therefore, when a cylindrical object is gripped by the fingers, the axis of the object of the object will be in a certain position no matter how large its diameter is. This means that no adjustments of the gripper need be made when the diameter is changed by e.g. pipe sleeves to be placed in a lathe.

Fingrarna anlägges mot föremålet vid punkter på dess om- krets som befinner sig på ett inbördes vinkelavstånd av cza 7902709-0 r l20°. Med tre så fördelade kontaktpunkter fixeras det grip- na föremålet i ett entydigt bestämt läge. Fingrarnas toppar kan vara spetsiga eller avtrubbade och eventuellt klädda med elastiskt eller friktionshöjande material. Vid det på rit- ningen visade utförandet är fingrarnas toppar breddade i tvärriktningen genom utsprång É9, 61, med vilka föremålen omfattas efter tre parallella linjer eller bandformiga zoner.The fingers are placed against the object at points on its circumference which are at a mutual angular distance of cza 7902709-0 r 120 °. With three so-distributed contact points, the seized object is fixed in a clearly defined position. The tips of the fingers may be pointed or blunted and possibly covered with elastic or friction-increasing material. In the embodiment shown in the drawing, the tips of the fingers are widened in the transverse direction through projections É9, 61, with which the objects are enclosed along three parallel lines or band-shaped zones.

Därigenom hållas det gripna föremålet stadigt med sin axel- linje riktad vinkelrätt mot papperets plan i fig. l, Det beskrivna gripdonet är i sin helhet rörligt fast- -isatt vid ett stativ eller någon fast del i ett maskineri som det skall betjäna. Till fastsättningsanordningarna här en platta 65, som medelst en vid ett öra 67 fastsatt pneue matisk cylinder 69 kansvängas kring en fast lagrad tapp 71.Thereby, the gripped object is held firmly with its shoulder line directed perpendicular to the plane of the paper in Fig. 1. The gripper described is in its entirety movably attached to a stand or some fixed part in a machinery which it is to serve. To the fastening devices here a plate 65, which by means of a pneumatic cylinder 69 fastened to an ear 67 can be pivoted about a fixedly mounted pin 71.

På denna platta 65 är fastsatt en rörformig styrning 75 för en skjutstång 75, som är insatt i och stadigt fastgjord vid lådans ändvägg 19. Bredvid styrningen 73 och parallellt ned densamma är på plattan 65 fastsatt en pneumatisk cylinder 77, vars kolvstång 79 är medelst ett (icke visat) tvästyckn förbunden med änden av skjutstången 75. Genom att tillföra 7 tryckluft till cylindern 77 kan man tydligen förekjuta grip- donet i skjutstångens riktning ett önskat stycke åt vänster från det i fig. l visade läget. Samtidigt eller alternerande därmed kan man genom att tillföra tryckluft till cylindrarna 69 svänga plattan 65 en önskad vinkel kring tappen 71. På detta sätt kan gripdonet flyttas från ett hämtläge till ett avläm- ningsläge, vilka båda lägen befinner sig i det av papperets plan i fig. 1 representerade planet. Exempelvis kan gripdo- net skjutas fram med isärförda fingrar mot ett ställe dit en rad av bredvid varandra liggande rörformiga metallhylsor framförts, fingrarna slutas kring mitten av den yttersta hylsan i raden, och gripdonet sedan dragas tillbaka och svängas samt skjutas fram på nytt till ett läge i vilket metallhylsan kan fastspännas i en svarv eller liknande be- arbetningsmaekin, varefter fingrarna spärrasisär och grip- âonet åtar-föras till utgångsläget.Attached to this plate 65 is a tubular guide 75 for a push rod 75, which is inserted into and firmly attached to the end wall 19 of the box. Next to the guide 73 and parallel thereto, a pneumatic cylinder 77 is attached to the plate 65, the piston rod 79 of which is (not shown) crosspiece connected to the end of the push rod 75. By supplying compressed air to the cylinder 77, it is apparent that the gripper can be advanced in the direction of the push rod a desired distance to the left from the position shown in Fig. 1. Simultaneously or alternately therewith, by supplying compressed air to the cylinders 69, the plate 65 can be pivoted at a desired angle around the pin 71. In this way the gripper can be moved from a retrieval position to a delivery position, both positions being in the plane of the paper in fig. 1 represented the plane. For example, the gripper may be pushed forward with apart fingers toward a location where a row of adjacent tubular metal sleeves are advanced, the fingers closed around the center of the outermost sleeve of the row, and the gripper then retracted and pivoted and pushed forward again to a position in which the metal sleeve can be clamped in a lathe or similar machining machine, after which the fingers are locked and the gripper is returned to the initial position.

Genom att gripdonet har formen av en tunn handflata med därifrån framskjutande, i samma plan liggande och för- ställbara fingrar tas mycket litet utrymme i anspråk och 7902709-o 5 man har stor frihet att välja väg för det förflyttade före- målet så att detta kan placeras in utan att komna i kolli- sion med närliggande maskindelar.Because the gripper has the shape of a thin palm with projecting fingers, lying in the same plane and adjustable from there, very little space is used and you have a great deal of freedom to choose the path for the moved object so that it can placed without colliding with nearby machine parts.

Det ovan beskrivna och på ritningarna visade utfürandet kan givetvis modifieras till sina detaljer inom den ram som anges av efterföljande patentkrav. Exempelvis kan kontakt- organen utbildas som klor, käftar, backar eller andra organ som kan betraktas som ekvivalenta med de beskrivna fingrarna.The embodiment described above and shown in the drawings can of course be modified to its details within the framework stated by the appended claims. For example, the contact organs can be trained as claws, jaws, jaws or other organs that can be considered equivalent to the described fingers.

Den pneumatiska driften kan ersättas med hydraulisk eller mekanisk drift. Vidare kan rörelsemönstret vara ett annat än det ovan som exempel angivna. Sålunda kan.griporganet endera vid gripandet eller släppandet eller i båda fallen förflyttas axiellt så att det trädes över det cylindriska fdremålets ena ände, varvid fingrarnas rörelser kan begrän- sas.The pneumatic drive can be replaced by hydraulic or mechanical drive. Furthermore, the movement pattern may be different from that given above as examples. Thus, the gripping means can either be gripped or released axially during gripping or releasing, so that it is stepped over one end of the cylindrical object, whereby the movements of the fingers can be limited.

Claims

7902709-0 RÅTENTKRKV

Grips, intended to be included in devices for handling objects in workshops, warehouses or the like, comprising three gripping fingers, grin claws or similar contact means, two of which are pivotable and a slidably attached to a box with operating devices for the fingers, etc., 1 : ä nnefec 1; that the movement of the pivotable fingers (25, 27) is controlled by a basket body (45) attached to a rectilinearly driven control rod (47), on the outer end of which the third finger (23) is formed, the basket body ( 45) is designed in such a way that when the pliers are displaced, the tips of the three fingers are constantly kept at equal distances from one another, imaginary center point (57) fixed in relation to the box.

Grip device according to Claim 1, characterized in that the pivoting fingers (25, 27) are pivotable about pins (29-30) fixed in the box (II-21), which are mutually parallel and symmetrically placed on either side of the control rod (47).