SE429620B

SE429620B - Gripping device with a jaw which can be pulled backward after opening

Info

Publication number: SE429620B
Application number: SE7812176A
Authority: SE
Inventors: A I Ronbeck
Original assignee: Volvo Ab
Priority date: 1978-11-27
Filing date: 1978-11-27
Publication date: 1983-09-19
Also published as: SE7812176L

Abstract

Gripping device with a handle 2, against which a jaw with a gripping surface 12 can move between an open position and a gripping position under the action of a slide 16, which can shift along the handle 2 between two end positions. During a first part of the movement, the slide 16 brings the jaw 10 along the handle 2 and during a second part of the movement the slide 16 causes the jaw 10 to swing between the open position and the gripping position. <IMAGE>

Description

1812176-1 till gripläge med städet över arbetsstycket varefter sliden först skjuter fram käken under arbetsstycket och därefter svänger käken, så att den griper om arbetsstycket. På motsvarande sätt kan grip- donet släppa och lägga av arbetsstycket på annan plats. Ingen längd- förskjutning av gripdonet i dess helhet eller av dess fäste behövs. 1812176-1 to the gripping position with the anvil over the workpiece, after which the slide first pushes the jaw forward under the workpiece and then the jaw swings, so that it grips the workpiece. Correspondingly, the gripper can release and place the workpiece elsewhere. No longitudinal displacement of the gripper in its entirety or of its bracket is required.

Slidens fram- och återgående rörelse ombesörjer i tur och ordning käkens förskjutning i längdled utmed fästet samt käkens svängning mellan öppet läge och gripläge.The reciprocating movement of the slide in turn ensures the longitudinal displacement of the jaw along the bracket and the swing of the jaw between the open position and the gripping position.

I en första utföringsform är käken svängbar kring en käktapp, vilken är förskjutbar mellan ett främre ändläge och ett bakre ändläge i ett för käktappen avsett spår i fästet. Vidare är en länk svängbar kring en vid slidens framände anordnad slidtapp samt kring en vid käkens bakände anordnad länktapp, varjämte länktappens centrum är anordnat att i käkens öppna läge befinna sig på ett förutbestämt, minsta avstånd under den räta linjen, som förbinder käktappens och slidtappens centra.In a first embodiment, the jaw is pivotable about a jaw pin, which is displaceable between a front end position and a rear end position in a groove intended for the jaw pin in the bracket. Furthermore, a link is pivotable about a slide pin arranged at the front end of the slide and around a link pin arranged at the rear end of the jaw, and the center of the link pin is arranged to be at a predetermined, minimum distance below the straight line connecting the center of the jaw pin and slide. .

Då sliden i denna utföringsform rör sig framåt från sitt bakre änd- läge skjuter den länken och därmed käken framför sig i en linjär rö- relse intill dess att käktappen när sitt främre ändläge. Då befinner sig käkens bett rakt under städet. Fortsatt slidrörelse framåt med- för att ledpunkten mellan käken och länken, dvs länktappen, nödvän- digtvis rör sig nedåt i en svängrörelse kring den nu i längdled fixe- rade käktappen. Sålunda svänger käken så att bettet kommer i griplä- ge mot städet.As the slide in this embodiment moves forward from its rear end position, it pushes the link and thus the jaw in front of it in a linear motion until the jaw pin reaches its front end position. Then the jaw bite is directly under the anvil. Continued sliding movement forwards means that the joint point between the jaw and the link, ie the link pin, necessarily moves downwards in a pivoting movement around the now longitudinally fixed jaw pin. Thus, the jaw pivots so that the bite comes into gripping position against the anvil.

Utdragning av sliden bakåt från dess främre ändläge ger motsatt för- lopp, dvs utsvängning av bettet från städet följt av en bakåtrörel- se av käken till dess att bettet är undandraget från städet så att ett arbetsstycke fritt kan falla ned.Pulling the slide backwards from its front end position gives the opposite course, ie swinging out the bite from the anvil followed by a backward movement of the jaw until the bite is withdrawn from the anvil so that a workpiece can fall freely.

Villkoret att länktappens centrum skall befinna sig på ett förutbe- stämt, minsta avstånd under den räta linjen mellan käktappens och slidtappens centra beror på förekommande friktion i länksystemet samt på länksystemets tyngdpunktläge. Ett tungt bett och hög frik- tion i tapplagren kräver ett förhållandevis stort avstånd. Om däre- mot käkens bakre del och länken ger ett övervägande moment måste i stället ett stöd eller annan styrning hindra ledpunkten att sjun- ka innan käktappen nått sitt främre ändläge under framätrörelsen, 7812176-1 respektive återföra ledpunkten till dess övre läge under slidens bakåtdragning så att käken öppnar innan dess bakåtrörelse begynner.The condition that the center of the link pin must be at a predetermined, minimum distance below the straight line between the centers of the jaw pin and the wear pin depends on the friction present in the link system and on the center of gravity position of the link system. A heavy bite and high friction in the pin bearings require a relatively large distance. If, on the other hand, the rear part of the jaw and the link give a predominant torque, a support or other guide must instead prevent the joint point from sinking before the jaw pin reaches its front end position during the forward movement, 7812176-1 and return the joint point to its upper position during retraction of the slide. that the jaw opens before its backward movement begins.

Vid en sådan tyngdfördelning i länksystemet kan ifrågavarande av- stånd vara försvinnande litet.With such a weight distribution in the link system, the distance in question can be vanishingly small.

I en lämplig utföringsform innefattar käkspåret ett främre anslag och ett bakre anslag för bestämning av käktappens främre och bakre ändlägen.In a suitable embodiment, the jaw groove comprises a front stop and a rear stop for determining the front and rear end positions of the jaw pin.

Likaledes är slidtappen lämpligen förskjutbar utmed ett i fästet an- ordnat slidtappspår, vilket innefattar ett främre anslag för slid- tappen. Det främre anslaget är då lämpligen så beläget, att linjen genom länkens vridcentra bildar en närmast rät vinkel mot sliden då slidtappen anligger mot det främre tappanslaget. I detta läge befin- ner sig bettet närmast städet och kan hålla ett arbetsstycke med stor kraft under påverkan av en ringa eller ingen kraft från sliden.Likewise, the wear pin is suitably displaceable along a wear pin groove arranged in the bracket, which comprises a front stop for the wear pin. The front stop is then suitably located so that the line through the center of rotation of the link forms an almost right angle to the slide when the slide pin abuts against the front pin stop. In this position, the bite is closest to the anvil and can hold a workpiece with great force under the influence of little or no force from the slide.

Om sliden är styrd med andra medel, t.ex. om den är kolvstången i en arbetscylinder, vilken är stelt anordnad i fästet, är slidtappspåret icke nödvändigt. Likaledes är det främre anslaget för slidtappen icke nödvändigt, om det främre ändläget för arbetscylinderns kolv- stånd är lämpligt beläget.If the slide is controlled by other means, e.g. if it is the piston rod of a working cylinder, which is rigidly arranged in the bracket, the wear pin groove is not necessary. Likewise, the front stop for the slide pin is not necessary if the front end position of the piston stand of the working cylinder is suitably located.

Då käkens bett är belastat, t.ex. med ett arbetsstycke, under öppning och återföring, måste käkens öppningsvinkel begränsas så att ledpunk- ten mellan käkens bakre del och länken förblir på avsett avstånd under linjen mellan käktappens och slidtappens centra. Lämpligen är käkens öppningsvinkel begränsad medelst en i fästet anordnad, roter- bar rulle, vilken stöder käkens bakre del.When the jaw bite is loaded, e.g. with a workpiece, during opening and return, the opening angle of the jaw must be limited so that the articulation point between the rear part of the jaw and the link remains at the intended distance below the line between the centers of the jaw pin and the wear pin. Preferably, the opening angle of the jaw is limited by means of a rotatable roller arranged in the bracket, which supports the rear part of the jaw.

Denna rulle är också avsedd att uppta den avsevärda spännkraft som länken utövar på käkens bakre ände då gripdonet är slutet. Härige- nom avlastas slidtappens sidotryck mot spåret.This roller is also intended to absorb the considerable clamping force which the link exerts on the rear end of the jaw when the gripper is closed. This relieves the lateral pressure of the slide pin against the groove.

Fästet kan ha flera olika utföringsformer. Lämpligen innefattar det ett par sinsemellan förbundna sidplattor, i vilka käkspåret och slid- tappspåret är anordnade och mellan vilka käken, länken och sliden är rörliga. Framtill kan sidplattorna vara förbundna medelst en in- skjutande del av städet. Ett överstycke kan förbinda sidplattorna upptill, så att fästet i tvärsnitt får formen av ett n och sålunda blir mera böjstyvt. Baktill kan sidplattorna vara förbundna med rot- 7812176-1 delar, vilka tjänar för infästning av grípdonet i t.ex. en robot eller annan anordning för materialhantering.The bracket can have several different embodiments. Suitably it comprises a pair of interconnected side plates, in which the jaw groove and the wear pin groove are arranged and between which the jaw, the link and the slide are movable. At the front, the side plates can be connected by means of a projecting part of the anvil. A top piece can connect the side plates at the top, so that the bracket in cross section takes the shape of an n and thus becomes more flexurally rigid. At the rear, the side plates can be connected to root parts, which serve for fastening the gripper in e.g. a robot or other material handling device.

Gripdonet enligt uppfinningen är särskilt avsett att gripa, lyfta och förflytta plåtar eller plåtdetaljer med bestämd tjocklek, var- vid det är önskvärt att bettet i gripläget kring arbetsstycket är parallellt med städet, och att avståndet mellan bettet och städet vid ett fast grepp motsvarar arbetsstvckets tjocklek.The gripper according to the invention is particularly intended for gripping, lifting and moving plates or plate details of a certain thickness, it being desirable that the bit in the gripping position around the workpiece is parallel to the anvil, and that the distance between the bit and the anvil corresponds to the thickness of the workpiece. .

För att underlätta ett fast grepp kring arbetsstycket är lämpligen gripytan på endera bettet eller städet, eventuellt på båda, profile- rad. De delar, som uppbär gripytorna, dvs bettet och städet, är där- till lämpligen lösbart infästa och utbytbara. Om arbetsstycket är skivformigt är profileringen lämpligen en tvärlöpande sågtandning.To facilitate a firm grip around the workpiece, the gripping surface on either the bit or the anvil, possibly on both, is suitably profiled. The parts which support the gripping surfaces, ie the bit and the anvil, are also suitably loosely attached and replaceable. If the workpiece is disc-shaped, the profiling is suitably a transverse sawtooth.

Om arbetsstycket är ett stångmaterial bör gripytornas respektive profil ansluta sig till stångens profil.If the workpiece is a bar material, the respective profile of the gripping surfaces should connect to the profile of the bar.

I en variant av uppfinningen innefattar gripdonet två stycken mot varandra svängbara käkar, vilka uppbär var sin gripyta. Båda käkar- na är då svängbara och förskjutbara på en gemensam i käkspåret glidbar käktapp under påverkan av var sin länk. Båda länkarna är svängbara kring en gemensam, vid sliden anordnad slidtapp. De båda käkarna i varianten rör sig alltså gemensamt utmed fästet i käkspå- ret och svänger symmetriskt på var sin sida av käkspårets mittlinje.In a variant of the invention, the gripping device comprises two jaws which can be pivoted towards each other, each of which carries its own gripping surface. Both jaws are then pivotable and displaceable on a common jaw pin slid under the jaw groove under the influence of their respective links. Both links are pivotable about a common slide pin arranged at the slide. The two jaws in the variant thus move together along the bracket in the jaw groove and pivot symmetrically on each side of the center line of the jaw groove.

Variantens särskilda fördel visar sig vid arbetsstycken som skall gripas i ett första läge för att sedan vändas ett halvt varv kring gripdonets längdaxel, representerad av slidens kolvstång, och släp- pas i detta läge. De symmetriskt mot gripdonets mittplan arbetande käkarna med lika utformade gripytor griper respektive släpper arbets- stycket med samma lätthet i båda lägena.The special advantage of the variant is shown in workpieces that are to be gripped in a first position and then turned half a turn around the longitudinal axis of the gripper, represented by the piston rod of the slide, and released in this position. The jaws working symmetrically towards the center plane of the gripper with equally designed gripping surfaces grip and release the workpiece with the same ease in both positions.

För att medge en enkel, steglös reglering av avståndet mellan bet- tet och städet med bibehållande av deras parallellitet i gripläget innefattar käktappen enligt en utföringsform av uppfinningen en genom käken skjutande mittdel och mot mittdelen excentriska yttre delar, vilka styr käken i käkspåret. Denna käktapp är vridbar och fästbar i varje önskad vridvinkel och reglerar således avståndet mellan bettet och käken inom ett önskat intervall.In order to allow a simple, stepless adjustment of the distance between the bite and the anvil while maintaining their parallelism in the gripping position, the jaw pin according to an embodiment of the invention comprises a central part projecting through the jaw and eccentric outer parts towards the middle part, which guide the jaw in the jaw groove. This jaw pin is rotatable and attachable at any desired angle of rotation and thus regulates the distance between the bite and the jaw within a desired range.

Uppfinningen beskrives i det följande med ett exempel av en utförings- form av gripdonet och hänvisning till bifogade ritning, i vilken 7812176-1 fig. 1 är en delvis snittad sidvy av gripdonet i öppet läge, fig. 2 är en motsvarande sidvy av gripdonet i stängt läge eller gripläge, fig. 3 är en sidvy av en särskild utföringsform av en käktapp i gripdonet och fig. 4 visar en variant med tvâ mot varandra svängba- ra käkar.The invention is described in the following with an example of an embodiment of the gripper and reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a partially sectioned side view of the gripper in open position, Fig. 2 is a corresponding side view of the gripper in closed position or gripping position, Fig. 3 is a side view of a special embodiment of a jaw pin in the gripper and Fig. 4 shows a variant with two jaws which can be turned towards each other.

Gripdonet i fig. 1 innefattar ett fäste 2 i form av ett par längslö- pande och sinsemellan parallella sidplattor (varav den närmsta till större delen bortskuren i figurerna), vilka framtill är förbundna medelst ett städ 4 och baktill medelst rotdelar 3. Sidplattorna in- nefattar ett främre käktappspår 8 och ett bakre slidtappspår 6, vilka är anordnade i varandras förlängning. En käke 10, vilken framtill uppbär ett uppåt riktat bett 12, är svängbar och glidbar i spåret 8 kring en käktapp 14. Spåret 8 bildar vid sin framände ett främre an- slag 7 och vid sin bakände ett bakre anslag 9 för käktappen 14.The gripper in Fig. 1 comprises a bracket 2 in the form of a pair of longitudinally extending and mutually parallel side plates (of which the nearest one is for the most part cut away in the figures), which are connected at the front by means of an anvil 4 and at the rear by root parts 3. comprises a front jaw pin groove 8 and a rear wear pin groove 6, which are arranged in extension of each other. A jaw 10, which in front carries an upwardly directed bite 12, is pivotable and slidable in the groove 8 around a jaw pin 14. The groove 8 forms at its front end a front stop 7 and at its rear end a rear stop 9 for the jaw pin 14.

Rotdelarna 3 innefattar en genomföring för en slidstång 18, vilken framtill uppbär ett slidhuvud 16 med en slidtapp 20. Sliden med slid- tappen 20 är rörlig utmed fästet 2 under styrning av slidtappen 20 i slidtappspâret 6 mellan spårets ändar eller anslag, varav ett främ- re anslag 5.The root parts 3 comprise a bushing for a slide rod 18, which in front carries a slide head 16 with a slide pin 20. The slide with the slide pin 20 is movable along the bracket 2 under control of the slide pin 20 in the slide pin groove 6 between the groove ends or abutments. re estimate 5.

Sliden 16 och käken 10 är sammanlänkade medelst en länk 24, vilken är svängbar kring slidtappen 20 och kring en vid käkens bakände an- ordnad länktapp 26.The slide 16 and the jaw 10 are linked together by means of a link 24, which is pivotable about the slide pin 20 and around a link pin 26 arranged at the rear end of the jaw.

En över käken 10 i fästet 2 anordnad, roterbar rulle 28 på en tapp 30 stöder käken och begränsar dess öppningsvinkel.A rotatable roller 28 arranged above the jaw 10 in the bracket 2 on a pin 30 supports the jaw and limits its opening angle.

En på motsvarande sätt under käken anordnad rulle 32 hindrar ledpunk- ten vid länktappen 26 att under slidens 16 bakre rörelse sjunka så att käken av sin bakre dels tyngd svänger mot stängt läge. De båda styrorganen 28, 32 över resp. under käken skulle kunna vara ersatta av t.ex. en från den ena eller båda sidplattorna i ett spår i käkens bakre del inskjutande tapp eller rulle, vilken alltså stöder mot spårets övre eller undre kant beroende på tyngdpunktens momentrikt- ning i länksystemet 10, 24.A roller 32 correspondingly arranged below the jaw prevents the articulation point at the link pin 26 from sinking during the rearward movement of the slide 16 so that the jaw of its rear part swings towards the closed position. The two control means 28, 32 over resp. under the jaw could be replaced by e.g. a pin or roller projecting from one or both side plates in a groove in the rear part of the jaw, which thus bears against the upper or lower edge of the groove depending on the moment direction of the center of gravity in the link system 10, 24.

Gripdonet enligt uppfinningen arbetar som följer. Med det utgångslä- ge, som fig. 1 visar, står käken 10 i öppet läge med bettet 12 till- bakadraget från städet 4 och käktappen 14 i anslag mot käktappspârets 7812176-1 bakre ände 9. Då sliden 16, 18 skjuts framåt, medbringar den länken 24 och käken 10, vilken i oförändrat öppet läge når fram under stä- det 4 och ett under städet befintligt arbetsstycke, t.ex. kanten av en plåt. Då käktappen 14 hejdas av det främre anslaget 7, är kä- ken oförhindrad av styrningen 32 att svänga mot stängt läge. Efter- som länktappens 26 centrum är beläget på avståndet S under linjen mellan tappæﬁms 14, 22 centra, orsakar fortsatt framskjutning av slid- tappen 20 ett kraftmoment, vilket verkar medurs i figuren på käken 10 och vilket övervinner förekommande friktion mot vridning av käk- tappen och svänger bettet 12 uppåt mot städet 4. Medan käkens öppnings- vinkel minskar, ökar kraftmomentet, emedan länktappen 26 kommer på allt större avstånd från linjen mellan tapparnas 14, 22 centra och sålunda ökar hävarmen för kraften från sliden. Kraftmomentet på kä- ken når sitt största värde då länken 24 svängt nära nittio grader.The gripper according to the invention operates as follows. With the initial position, as shown in Fig. 1, the jaw 10 is in the open position with the bite 12 retracted from the anvil 4 and the jaw pin 14 abutting against the rear end 9 of the jaw pin groove 78. When the slide 16, 18 is pushed forward, the link 24 and the jaw 10, which in the unchanged open position reaches under the anvil 4 and a workpiece present under the anvil, e.g. the edge of a plate. When the jaw pin 14 is stopped by the front stop 7, the jaw is unobstructed by the guide 32 to pivot towards the closed position. Since the center of the link pin 26 is located at the distance S below the line between the pin 14s 14, 22 centers, continued advancement of the slide pin 20 causes a moment of force, which acts clockwise in the figure of the jaw 10 and overcomes any friction against rotation of the jaw pin. and pivots the bit 12 upwards towards the anvil 4. While the opening angle of the jaw decreases, the force moment increases, as the link pin 26 comes at an increasing distance from the line between the centers 14, 22 centers and thus the lever for the force from the slide increases. The moment of force on the jaw reaches its greatest value when the link 24 swings close to ninety degrees.

Då håller städet och bettet arbetsstycket i ett fast grepp mel kom- ponenterna i det läge, som fig. 2 visar, Återdragning av sliden 16, 18 upprepar arbetsföljden i motsatt ord- ning och återför komponenterna till det läge som fig. 1 visar.Then the anvil and the bit hold the workpiece in a firm grip between the components in the position shown in Fig. 2, Retraction of the slide 16, 18 repeats the sequence in the opposite order and returns the components to the position shown in Fig. 1.

Fig. 3 visar en särskild utföringsform av käktappen, i vilken en mittdel 15 har större diameter än de mot mittdelen 15 excentriska ytterdelarna 17. Ett vred 19 medger vridning av tappen 15, 17 då den i stället för tappen 14 är anordnad med mittdelen 15 vridbart lagrad i käken 10 och ytterdelarna 17 rörliga i käkspâret 8. vridning av käktappen 15, 17 medför en steglös förändring av höjd- läget hos tappens lagringspunkt i kåken 10 i förhållande till fästet 2 och därigenom en reglering av i synnerhet det minsta avståndet a mellan städet och bettet, så att gripdonet kan gripa arbetsstycken med inom ett intervall olika tjocklek med bibehållande av parallelli- tet mellan bettet och städet. Tappen 15, 17 är medelst en lämplig, ej visad anordning låsbar i varje önskat låsläge.Fig. 3 shows a special embodiment of the jaw pin, in which a middle part 15 has a larger diameter than the outer parts 17 eccentric towards the middle part 15. A knob 19 allows rotation of the pin 15, 17 when instead of the pin 14 it is arranged with the middle part 15 rotatable mounted in the jaw 10 and the outer parts 17 movable in the jaw groove 8. rotation of the jaw pin 15, 17 entails a stepless change of the height position of the pin storage point in the jaw 10 in relation to the bracket 2 and thereby an adjustment of in particular the smallest distance a between the anvil and the bite, so that the gripper can grip workpieces of different thicknesses within a range while maintaining the parallelism between the bite and the anvil. The pin 15, 17 can be locked in any desired locking position by means of a suitable device (not shown).

Claims

7812176-1 Patent claims

Gripper with a bracket (2), along which a force slide (16) is arranged to displace a jaw (10) forwards and backwards with a first gripping surface (12) between a rear end position and to pivot the front end position and in the front end position the housing (10) around a jaw pin (14) from an open position to a gripping position against a second gripping surface, and vice versa when retracting the slide (16), a link (pivotable) around a slide pin (20) and a link pin (26) 24) connects the jaw (10) to the slide (16) and guide means (28, 32) during the displacement of the jaw are arranged to keep the jaw (10) in the open position, characterized in that the distance between the pins (14, 20, 26) centers are so selected that the link (24) in the gripping position of the jaw (10) pivots adjacent or past the right angle between the center of rotation of the link (24) and the displacement plane of the slide (16), so that the jaw (10) in the gripping position is blocked in case of force from the slide (16). IN

Gripper according to claim 1, characterized in that the guide means comprise a first roller (28) and a second roller (32) arranged to actuate the part (11) of the jaw (10) against the link (24), wherein the second roller ( 32) in the front end position of the jaw (10) allows pivoting of the jaw (10, 11). IN

Gripper according to claim 2, characterized in that the first roller (28) is arranged to transmit clamping force from the link (24) to the bracket (2) in the gripping position of the jaw (10).

Gripper according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the second roller (32) is arranged to lock the jaw (10, 11) in the front end position in the gripping position of the jaw (10).

Grip device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the bracket (2) comprises a pair of interconnected side plates, in which grooves (6, 8) are accommodated for displacing the pins (14 , 20) and between which the jaw (10), the link (24) and the slide (16) are movable.

Grip device according to claim 5, characterized in that the jaw pin comprises in the jaw groove (8) rotatable and displaceable outer parts (17) and a part (15) mounted in the jaw (10), eccentric part (15) towards the outer parts (17), and that the jaw pin (15, 17) is rotatable and lockable at any desired angle of rotation for stepless adjustment of the minimum distance (a) between the first gripping surface (12) and the opposite, second gripping surface (H).

Gripping device according to Claims 1 to 6, characterized in that the second gripping surface (4) is a profile which can be releasably fastened and exchangeable at the front part of the bracket (2) for the objects to be gripped. 0

Grip device according to claims 1-6, characterized in that the second gripping surface (4) is arranged on a second jaw (10), which is pivotally and slidably arranged on the jaw pin (14) with a second link (2H). pivotable about the slide pin (20) so that the jaws (10, 10) move together along and symmetrically on each side of the center line of the grooves (6, 8).