DD212917A1

DD212917A1 - Greifer fuer manipulatoren

Info

Publication number: DD212917A1
Application number: DD24728283A
Authority: DD
Inventors: Hubert Brodkorb; Doris Preuss
Original assignee: Robotron Bueromasch
Priority date: 1983-01-17
Filing date: 1983-01-17
Publication date: 1984-08-29
Also published as: DD212917B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Greifer fuer Manipulatoren und Industrieroboter. Der Greifer soll bei geringer Masse und geringen Abmessungen einen grossen Greifbereich mit hoher Greifkraft aufweisen, wobei die rotatorisch freie Bewegung des Greifers nicht begrenzt wird. Zur Erreichung eines langen Greifweges der Greiferfinger sind die Greiferfinger parallel unter Ausnutzung der gesamten Baulaenge zu bewegen und von einem fluidischen Antrieb anzutreiben. Erreicht wird das, indem zwei Paar paralleler fluidischer Arbeitszylinder etwa um die Hublaenge der Kolben versetzt parallel zueinander angeordnet sind und der sich an die Arbeitszylinder anschliessende Teil neben den versetzt angeordneten Arbeitszylinder als Kolbenstangenfuehrung ausgebildet ist. Durch eine zentrisch zu den Arbeitszylindern angeordnete Bohrung sind alle Arbeitszylinder mit der Druckmittelzuleitung verbunden. Die Kolbenrueckstellung erfolgt durch in den Arbeitszylindern angeordnete Druckfedern. Die zentrische Gleichlauffuehrung wird durch einen zwischen den Greiferfingern angeordneten Zahntrieb gewaehrleistet.

Description

Titel der Erfindung

Greifer für Manipulatoren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung findet Anwendung als Greifer für Manipulatoren und Industrieroboter.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Greifer für Manipulatoren bzw. Industrieroboter mit flu idem Arbeitszylinder als Antrieb mit paralleler Greiferfingerführung einzusetzen. Die DD-PS 150 570 beschreibt einen Greifer mit pneumatischem Antrieb, bei dem die von dem Arbeitszylinder ausgehende Antriebsbewegung über einen Zahntrieb auf die Greiferfinger übertragen wird. Der Arbeitszylinder besteht aus zwei Zylinderteilen, die von einem Gleitrohr umfaßt werden. Zwischen den Zylinderteilen befindet die sich mittig in dem Gleitrohr angebrachte Trennwand als Kolben, womit zwei in Reihe liegende Arbeitszylinder entstehen. An dem Führungsrohr ist eine Zahnstange befestigt, die die Antriebsbewegung über Zahnräder auf die mit Zahnstangen versehenen in Führungsbahnen laufende Greiferfinger überträgt. Zur Erreichung der gegenläufigen Greiferfingerbewegung ist ein Greiferfingerantrieb mit einem Zwischenrad versehen., Die Übertragung der

Antriebskraft über Zahntriebe hat eine große Bauhöhe zur Folge. Die prinzipielle Anordnung von zwei Arbeitszylindern in einer Achse bringt die Einschränkung mit sich, daß, im Verhältnis zur Baulänge ein geringerer Antriebsweg für die Greiferfinger und damit ein geringer Greifbereich für den Greifer zur Verfügung steht. Die Beaufschlagung der Arbeitszylinder mit Druckluft erfordert zwei separate Zuleitungen. In der DT-OS 2904377 wurde ein Greifer mit parallel laufenden Greiferbacken, die über Druckmittel angetriebene Kolben bewegt werden zum Greifen von, von der Drehmaschine abzustechenden Teilen, vorgeschlagen. Die Ansteuerung der zwei mit dem Greiferfinger verbundenen KoI-ben erfolgt getrennt und in zeitlicher Reihenfolge. Die Endlagenbegrenzung eines Kolbens wird durch Anschlag bestimmt, während der zeitlich nachlaufende Kolben die Spannung des Teiles im Greifer bewirkt. Auf Grund der Begrenzung des Greifweges durch Anschlag steht immer nur ein geringer Greifweg zur Verfügung, die den Einsatz als Greifer für Manipulator oder Industrieroboter für Arbeitsaufgaben mit unterschiedlichen Greifmaßen nicht anwendbar macht.

Die Druckmittelzufuhr zu den Arbeitszylindern erfolgt auch bei diesem Greifer durch separate Leitungsführungen an die Zylinder, womit eine rotatorische freie vielfache Drehbewegung, die eine Zerstörung der Leitung zur Folge hätte, nicht gegeben ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, im Verhältnis zur Masse und Abmaß des Greifers, einen langen Greifweg mit maximaler Greifkraft ohne Einschränkung seiner Drehbewegung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Greifer für Industrieroboter zu schaffen, bei dem die gesamte Baulänge als Greifweg zur Verfugung steht, die Greiferfinger parallel zueinander bewegt werden und der Greifer um seine Drehachse rotatorisch frei bewegbar ist, wobei die Spannbewegung von einem fluidischen Antrieb aus erfolgt. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß zwei Paar parallel liegender Arbeitszylinder etwa um die Hublänge der Kolben versetzt und ebenfalls paral IeI 'zuei nander angeordnet sind und der sich an die Arbeitszylinder anschließende Teil neben den versetzt angeordneten Arbeitszylindern als Kolbenstangenführung ausgebildet ist. Die zwei Paare der Arbeitszylinder sind im Zentrum miteinander durch eine Zuleitungsbohrung, in der eine Drehgeienkverbindung enthalten ist, verbunden, die tangierend die Arbeitszylinder verbindet und die so entstandene öffnung als Zu- und Ablauf für das Fluid dient· An den Kolbenstangenenden der paarweisen Arbeitszylinder sind die Greiferfinger befestigt, die eine Kröpfung um die Hälfte des parallelen Versatzes der um die Hublänge versetzten Arbeitszylinderpaare aufweisen. Über ein zentrisch zwischen den Greiferfingern angeordnetes Zahnrad und an den Greiferfinger angebrachte Zahnstangen sind die Greiferfinger gleichlauf mäßig miteinander verbunden. Die in den Arbeitszylindern laufenden Kolben weisen Bohrungen auf_y die die Druckfedern für die Kolbenrückstellung aufnehmen. Mit dem Anschluß des Greifers an den Manipulator wird die Zuleitung in die Drehgelenkdichtung eingeschoben, wobei der rotatorische Freiheitsgrad zwischen Zulauf und Greifer bestehen bleibt. Mit der Beaufschlagung der Arbeitszylinder mit dem Druckmittel, welches durch die öffnungen der tangierenden Zuleitungsbohrung in die Arbeitszylinder eintritt, werden die

Kolben vom Zentrum nach außen bewegt. Dabei bewegen sich die Kolbenstangen, an deren Enden die Greiferfinger befestigt sind, von außen nach der Greifermitte und schließen diesen. Die Greiferfinger stehen über Zahnstangen und einen gemeinsamen Zahnrad in Verbindung, so daß über diesen Zahnradtrieb ein Gleichlauf der parallelen Greiferbakken gegeben ist. Die Rückstellung der Greiferfinger in die Ausgangsstellung erfolgt durch im Arbeitszylinder eingebaute Druckfedern, die bei Nachlassen des Arbeitsdruckes die Kolben in die im Zentrum des Greifers liegende Ausgangsstellung zu rück drücken.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind, daß die Baulänge des Greifers fast vollständig für den Greifbereich genutzt werden kann und daß keine Führungselemente beim öffnen oder Schließen des Greifers über die Baugröße hinausragen. Damit wird eine gute Zugänglichkeit und Anpassung an die Arbeitsaufgabe, erreicht. Durch die paarweise Anordnung von Arbeitszylindern werden Antrieb und Führung der Greiferfinger übernommen, so daß externe Fuhrungen für die Greiferfinger nicht erforderlich sind. Die Ausgestaltung der Kolbenstangenführung, die über die gesamte Verfahrlänge der Kolben, die maximale Auflagelänge von Kolben plus Kolbenstange sichert, hat die günstigste Aufnahme der von den Greiferfingern ausgehenden Kippmomente zur Folge. Die paarweise Anordnung der Arbeitszylinder unterstützt durch ihre Parallelführung darüber hinaus nochmals die günstigste Kraftnahme. Der Greifer hat, bezogen auf seine Abmessungen, lange Greifwege mit paralleler zentrisch zulaufender Greifbewegung, mit über den gesamten Greifbereich gleichbleibender Greifkraft, die bedingt durch den pneumatischen Antrieb, einstellbar ist. Die zentrische steckbare Anordnung der Koppelstelle für den Druckluftanschluß gestattet eine problemlose "Kopplung des Greifers mit dem Manipulator und bietet sich für den

automatischen Greiferwechsel an. Der Greifer weist, bezogen auf den Greifweg und der Greifkraft, eine geringe Masse und Abmessungen auf.

AusfOhrungsbeispiel

δ Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

- Fig. 1 zeigt einen Schnitt A-A durch den Greifer,

- Fig. 2 zeigt einen Schnitt B-B durch den Greifer,

- Fig. 3 zeigt einen Schnitt C-C durch den Greifer, - Fig. 4 zeigt einen Schnitt D-D durch den Greifer.

Der Greifer besteht aus einem Gehäuse 1, in dem zwei Paar pneumatische Arbeitszylinder 2a, b und 2c, d um die Hublänge 3 der Kolben 4a, b; c, d versetzt parallel angeordnet sind. Der sich an die Arbeitszylinder 2a, b; c, d anschließende Gehäuseteil ist als Kolbenstangenführung 5 ausgebildet. Die Arbeitszylinder 2a, b;. c, d sind durch Abschlußplatten 5a, b verschlossen, die eine Entlüftungsbohrung 7a, b, c, d aufweisen. Die je paarweise angeordneten Arbeitszylinder 2a, b; 2c, d sind mit der im Zentrum des Gehäuses befindlichen Zuleitungsbohrung 8 verbunden, in dem tangential die Arbeitszylinder 2a, b; c, d von der Zuleitungsbohrung 8 angeschnitten sind und die so entstandene öffnung 9a, b; c, d als Druckluftzuleitung und Druckluftableitungen dient. Durch die Beaufschlagung der Arbeitszylinder 2a, b; c, d mit Druckluft werden die Kolben 4a, b; c, d vom Zentrum weg nach außen bewegt. Dabei folgen die Kolbenstangen 10a, b; c, d dem Kolben, 4a, b, c, d in die Arbeitszylinder 2a, b, c, d, und die Kolbenstangenenden lla, b, c, d bewegen sich zum Zentrum des

Gehäuses 1. Die an den Kolbenstangenenden lla, b und lic, d angebrachten und um die Hälfte des parallelen Versatzes der Arbeitszylinder 2a, 2c gekröpften Greiferfinger 12a, b führen damit eine geradlinige Greiferschließbewegung aus. An den Greiferfingern 12a, b befinden sich Zahnstangen 13a b/ die über ein gemeinsames Zahnrad 14 in Verbindung stehen. Die Rückstellung der Kolben 4a, b; c, d und damit das öffnen der Greiferfinger erfolgt über Druckfedern 15a, b; C/ d, die in den Arbeitszylindern 4a, b, c, d angeordnet sind. Im zusammengedrückten Zustand werden die Druckfedern 15a, b, c, d von den in Kolben 4a, b, c, d und Kolbenstange 10a, b, c_r d befindlichen Sackbohrungen 15a, b; c, d aufgenommen. Die Abdichtung der Kolben 4a, b; c, d und Kolbenstangen lla, b; c, d erfolgt durch Dichtringe 17a, b; c, d, wobei im übergang zwischen Kolben 4a, b; c, d und Kolbenstange 11 eine Nut 18a, b, c, d zur Vergrößerung der Kolbenfläche eingearbeitet ist. In der Zulei- ' tungsbohrung 8 befindet sich eine Ringdichtung 19, in die die Druckmittelleitung 20 beim Aufschrauben des Greifers auf dem Manipulator eingeschoben wird und radiale Umlaufbewegungen des Greifers zuläßt. An dem Greiferfinger 12a, b befinden sich Aufnahmebohrungen 21, die zum Anschluß der nicht dargestellten Greiferbacken vorgesehen sind.

Claims

Erf indungsanspr uch

1. Greifer für Manipulatoren und Industrieroboter mit paralleler Greiferfingerbewegung und fluidischem Antrieb gekennzeichnet dadurch, daß zwei Paar paralleler Arbeitszylinder (2a/ b; 2c, d) um etwa die Hublänge (3) der Kolben (4a, b, c, d) axial versetzt angeordnet sind, die durch eine zentrisch im Gehäuse (l) angeordnete Zuleitungsbohrung (8) tangierend miteinander verbunden sind und daß die gegenläufigen Kolbenpaare (4a, b; 4c, d) durch an den Greiferfingern (12a, b) befindliche Zahnstangen (13a, b) über ein Zahnrad (14) in Verbindung stehen.
2. Greifer nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die maximale Auflagerlänge vom Kolben (4) und der Kolbenstange (10) über die gesamte Hublänge (3) des Kolbens (4) gleich ist.
3. Greifer nach Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse (1) vorzugsweise aus einem Block besteht und sich an die Arbeitszylinder (2) Kolbenstangenführungen (5) in Hublänge (3) anschließen.
4. Greifer nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der zentrisch angeordneten Zuleitungsbohrung (8) eine Ringdichtung (19) als Drehgelenkdichtung angeordnet ist.
5. Greifer nach Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Baulänge des Greifers gleich dem Öffnungsweg der Greiferfinger (12) ist und Druckfedern (15) in Sackbohrungen (16) der Kolben (4) mit Kolbenstangen (10) angeordnet sind.

Seken Zeichnungen.