DD237809A1

DD237809A1 - GRIPPERS FOR TOOL CHANGERS

Info

Publication number: DD237809A1
Application number: DD85276844A
Authority: DD
Inventors: Hans Hepke; Horst Schlegel; Guenter Pachnicke
Original assignee: Mikromat Dresden Betrieb
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-07-30

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, die Funktionssicherheit und den Einsatzbereich fuer Greifer ohne eigene Antriebseinrichtungen fuer die Greiferbewegungen zu verbessern. Es besteht die Aufgabe, einen form- und kraftschluessigen Greifer zu schaffen, bei dem die Aufrechterhaltung und Aufhebung der Klemmstellung durch mechanische Elemente im Greifer realisiert wird, und die Betaetigung der Ver- und Entriegelungsglieder in der jeweiligen Wechselstellung durch greiferexterne Antriebselemente in nur einer Bewegungsrichtung erfolgt. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die hinteren Enden der Greiferarme (2) miteinander fluchtende Aussparungen aufweisen, in denen federbelastete in der Greiferebene liegende Rollen (6) gefuehrt sind, zwischen den Rollen (6) eine symmetrische Kurvenscheibe (7) angeordnet ist, parallel mit der Kurvenscheibe (7) ein Schaltzahnrad (8) verbunden ist, die Kurvenscheibe (7) in jedem Kurvenbogen eine Senkung (9) auf gleichem Radius aufweist, senkrecht zur Kurvenscheibe (7) ein federbelasteter Piston (10) in die Senkungen (9) einrastbar angeordnet ist und in der Greiferebene ein aus dem Greiferkoerper (1) herausstehender federbelasteter Schieber (12) mit orthogonal in dieser Ebene durch den Schieber (12) hindurchgefuehrten, verschiebbaren federbelasteten Index (14), der als Schaltklinke in das Schaltzahnrad (8) eingreift, angeordnet ist. Fig. 1The aim of the invention is to improve the reliability and the area of use for grippers without their own drive means for the gripper movements. It is the object to provide a positive and non-positive gripper, in which the maintenance and cancellation of the clamping position is realized by mechanical elements in the gripper, and the Betetigung the locking and unlocking in the respective change position by gripper external drive elements in only one direction of movement , The object is achieved according to the invention in that the rear ends of the gripper arms (2) have mutually aligned recesses in which spring-loaded rollers (6) lying in the gripper plane are guided, between the rollers (6) a symmetrical cam disc (7) is arranged, a cam gear (8) is connected in parallel with the cam disc (7), the cam disc (7) has a countersink (9) of the same radius in each cam, perpendicular to the cam disc (7) a spring - loaded piston (10) into the countersinks (9 ) is latched and arranged in the gripper plane from the gripper body (1) protruding spring-loaded slide (12) with orthogonal in this plane through the slide (12) hindurchgefuehrten, sliding spring-loaded index (14) which acts as a pawl in the shift gear (8) engages, is arranged. Fig. 1

Description

Die Gestaltung der vorderen Enden der Greiferarme erfolgt entsprechend der Werkzeugbundausführung und erfordert einen hohen Herstellungsaufwand. Die Kontaktpunkte zwischen Greifer und Werkzeug ergeben durch die auftretenden Bundtoleranzen Undefinierte tatsächliche Kontaktstellen, was sich negativ auf die erreichbaren Trageanteile auswirkt. Die Werkzeuglage wird durch spezielle Werkzeugbundausführung und die genannte Zangengeometrie realisiert. Dadurch istdieses Greifersystem nur für diese Werkzeuge verwendbar und nicht für die allgemein üblichen standardisierten Werkzeugschäfte.The design of the front ends of the gripper arms is carried out according to the tool collar design and requires a high production cost. The contact points between gripper and tool result from the occurring coil tolerances Undefined actual contact points, which has a negative effect on the achievable wear shares. The tool position is realized by special tool collar design and the aforementioned pliers geometry. As a result, this gripper system can only be used for these tools and not for the commonly used standardized tool shanks.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Funktionssicherheit und den Einsatzbereich für Greifer ohne eigene Antriebseinrichtungen für die Greiferbewegungen zu verbessern.The aim of the invention is to improve the reliability and the application area for grippers without their own drive means for the gripper movements.

Essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines form- und kraftschlüssigen Greifers für Werkzeugwechseleinrichtungen, bei dem die Aufrechterhaltung und Aufhebung der Klemmstellung durch mechanische Elemente im Greifer realisiert wird, und die Betätigung der Ver- und Entriegelungsglieder in der jeweiligen Wechselstellung durch greiferexterne Antriebselemente in nur einer Bewegungsrichtung erfolgt.The object of the invention is to provide a positive and non-positive gripper for tool changing devices, in which the maintenance and repeal of the clamping position is realized by mechanical elements in the gripper, and the operation of the locking and unlocking in the respective change position by gripper external drive elements in only one direction of movement he follows.

Der Greifer weist zwei im Greiferkörper einzeln gelagerte Greiferarme auf, die hinter ihren Lagerpunkten durch je eine Zugfeder mit dem Greiferkörper verbunden sind. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die hinteren Enden der Greiferarme miteinander fluchtende Aussparungen aufweisen, in denen federbelastete in der Greiferebene liegende Rollen geführt sind. Zwischen den Rollen ist eine symmetrische Kurvenscheibe angeordnet, welche parallel dazu mit einem Schaltzahnrad verbunden ist. Die Kurvenscheibe ist in jedem Kurvenbogen mit einer Senkung auf gleichem Radius versehen. Zu dieser Kurvenscheibe ist senkrecht darauf ein federbeiasteter Piston, welcher in.die Senkungen einrastbar ist, angeordnet. Weiterhin befindet sich in der Greiferebene ein aus dem Greiferkörper herausstehenderfederbelasteter Schieber mit orthogonal durch den Schieber durchgehenden federbelasteten Index, der als Schaltklinke in das Schaltzahnrad eingreift. Zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Lösung können die in den fluchtenden Aussparungen federgestützten Rollen als Doppelrollen, und die Kurvenscheibe als Doppelkurvenscheibe mit dazwischen angeordneten Schaltzahnrad, ausgebildet sein. Die Kurvenscheibe ist dabei sternförmig gestaltet und mit abrollfähigen Übergängen für die darauf laufenden Rollen versehen. Die vorderen Enden der Greiferarme sind in Werkzeugachsrichtung eben und unprofiliert ausgebildet, berühren den Werkzeugbund an seinem äußeren zylindrischen Teil unter einem Zentriwinkel größer 180°, wobei der zwischen diesen Enden befindliche Greiferkörperteil entsprechend des Werkzeugbundes profiliert und mit einem Nutenstein versehen ist. Das Öffnen und das Schließen des Greifers erfolgt jeweils in nur vorbestimmten Positionen durch eine außerhalb des Greifers angeordnete Energiequelle z. B. einen hydraulischen Arbeitszylinder, der über einen zwischengeschalteten Stößel den federbelasteten Schieber betätigt und durch dessen Feder wieder in die Ausgangslage zurückgestellt wird. Bei Betätigung des Schiebers greift der durch den Schieber durchgehende Index hinter einen Zahn des Schaltzahnrades, wodurch dieses entsprechend des eingestellten Hubes eine bestimmte Winkeldrehung durchgeführt. Da Schaltzahnrad und Kurvenscheibe fest miteinander verbunden sind, wird die entsprechende Drehbewegung auch von der Kurvenscheibe durchgeführt. Da in jedem Kurvenbogen der Kurvenscheibe Senkungen auf gleichem Radius entsprechend der schrittweisen Drehbewegung eingebracht sind, wird die Kurvenscheibe durch einen federbelasteten, in die jeweilige Senkung einrastenden Piston stabil positioniert. Bei der Rückbewegung des Schiebers gleitet der querbewegliche Index im Schieber entlang des Zahnrückens des Schaltzahnrades in seine neue Ausgangsstellung zurück. Durch die schrittweise Drehung der Kurvenscheibe erfolgt das Öffnen und Schließen des Greifers, wobei die in den hinteren Greiferarmenden geführten gegenüberliegenden Rollen durch die Zugfedern zwischen Greiferarmen und Greiferkörper, welche ein öffnendes Moment auf die Greiferarme ausüben, an der Kurvenscheibe ständig anliegen. Zum Schließen des Greifers werden durch Drehung der Kurvenscheibe die federgestützten Rollen voneinander wegbewegt. Bei einer weiteren Schrittdrehung bewegen sich die Rollen wieder aufeinander zu und der Greifer wird durch die angreifenden Zugfedern an den hinteren Greiferarmenden wieder geöffnet. Die Druckfedern zwischen Rollen und Greiferarmenden wirken als Toleranzausgleich für unterschiedliche, durch mögliche Werkzeugbundabweichungen bedingte Schließwege.The gripper has two in the gripper body individually mounted gripper arms, which are connected behind their bearing points by a respective tension spring with the gripper body. The object is achieved according to the invention in that the rear ends of the gripper arms have mutually aligned recesses in which spring-loaded rollers lying in the gripper plane are guided. Between the rollers, a symmetrical cam is arranged, which is connected in parallel with a switching gear. The cam is provided with a countersink at the same radius in each curve arc. To this cam is perpendicular to a federbeiasteter Piston, which einrastbar in.die subsidence, arranged. Furthermore, located in the gripper level a herausstehenderfederbelasteter from the gripper body slide with orthogonal through the slider continuous spring-loaded index, which engages as a pawl in the shift gear. For the embodiment of the solution according to the invention, the rollers which are spring-supported in the aligned recesses can be designed as double rollers, and the cam disk can be in the form of a double cam disk with a switching toothed wheel arranged therebetween. The cam is designed star-shaped and provided with rollable transitions for the rollers running on it. The front ends of the gripper arms are formed in Werkzeugachsrichtung flat and unprofiled, touching the tool collar on its outer cylindrical part at a Zentriwinkel greater than 180 °, wherein the located between these ends gripper body part profiled according to the tool collar and provided with a sliding block. The opening and closing of the gripper takes place in each case only in predetermined positions by an outside of the gripper arranged energy source z. B. a hydraulic cylinder, which actuates the spring-loaded slide via an intermediate plunger and is reset by the spring back into the starting position. Upon actuation of the slider, the index passing through the slider engages behind a tooth of the switching gear, whereby it performs a certain angular rotation in accordance with the set stroke. Since switching gear and cam are firmly connected to each other, the corresponding rotational movement is also performed by the cam. Since in each curve arc of the cam depressions are introduced at the same radius corresponding to the stepwise rotational movement, the cam is stably positioned by a spring-loaded, engaging in the respective reduction piston. During the return movement of the slide, the transversely movable index in the slider slides back along the tooth back of the shift gear to its new starting position. By the gradual rotation of the cam opening and closing of the gripper takes place, wherein the guided in the rear Greiferarmenden opposite roles by the tension springs between gripper arms and gripper body, which exert an opening moment on the gripper arms, constantly abut the cam. To close the gripper, the spring-supported rollers are moved away from each other by rotation of the cam. In a further step rotation, the rollers move back towards each other and the gripper is opened by the attacking tension springs on the rear Greiferarmenden. The compression springs between rollers and Greiferarmenden act as a tolerance compensation for different, due to possible tool belt deviations closing paths.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es · zeigen:The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1: eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht des Greifers,1 is a partially cutaway plan view of the gripper,

Fig.2: eine geschnittene Vorderansicht des Greifers entlang der Schnittlinie l-l aus Fig. 1, Fig.3: eine geschnittene Seitenansicht des Greifers entlang der Schnittlinie H-Il aus Fig. 2.2 shows a sectional front view of the gripper along the section line 1-I from FIG. 1, FIG. 3 shows a sectioned side view of the gripper along the section line H-II from FIG. 2.

Gemäß Fig. 1 besteht der Greifer aus dem Greiferkörper 1 mit daran einzeln gelagerten Greiferarmen 2. Hinter den Lagerpunkten sind die Greiferarme 2 durch Zugfedern 3 mit dem Greiferkörper 1 verbunden. Die hinteren Enden der Greiferarme 2 weisen miteinander fluchtende, seitliche Aussparungen auf, in denen Druckfedern 4 mit darauf geführten Gleitschuhen 5 und darin gelagerten Rollen 6 angeordnet sind. Zwischen den Rollen 6 ist eine symmetrische Kurvenscheibe 7 angeordnet, welche parallel mit einem Schaltzahnrad 8 verbunden ist. Im Zusammenhang mit Fig.2 und Fig.3 wird sichtbar, daß die Kurvenscheibe? als Doppelscheibe mit dazwischen angeordnetem Schaltzahnrad 8 ausgeführt ist. Dementsprechend sind auch die Rollen 6 alsAccording to FIG. 1, the gripper consists of the gripper body 1 with gripper arms 2 mounted on it individually. Behind the bearing points, the gripper arms 2 are connected by tension springs 3 to the gripper body 1. The rear ends of the gripper arms 2 have mutually aligned, lateral recesses in which compression springs 4 are arranged with sliding shoes 5 guided thereon and rollers 6 mounted therein. Between the rollers 6, a symmetrical cam 7 is arranged, which is connected in parallel with a shift gear 8. In connection with Fig.2 and Fig.3 is visible that the cam? is designed as a double disc with interposed switching gear 8. Accordingly, the rollers 6 as

Doppelrollen ausgeführt. Die Kurvenscheibe 7 weist in jedem Bogen eine Senkung 9 auf, und alle Senkungen 9 liegen auf einem gemeinsamen Radius. In Fig.2 ist der Piston 10 sichtbar, der senkrecht in die Senkung 9 einrastbar ist, und über eine DruckfederDouble rollers executed. The cam 7 has in each arc a reduction 9, and all reductions 9 are on a common radius. In Figure 2, the piston 10 is visible, which can be latched vertically into the countersink 9, and a compression spring

11 belastet wird. Hinter der Kurvenscheibe 7 ist nach Fig. 1 in der Greiferebene ein aus dem Greiferkörper 1 herausstehender Schieber 12, der über eine Druckfeder 13 am Greiferkörper 1 abgestützt wird, angeordnet. Durch den Schieber 12 ist orthogonal ein Index 14 hindurchgeführt, der als Schaltklinke in das Schaltzahnrad 8 eingreift. Der Index 14 ist verschiebbar angeordnet und durch eine Druckfeder 15 in einer am Schieber 12 befestigten Brücke 16 abgestützt.11 is charged. Behind the cam 7 is shown in FIG. 1 in the gripper level a protruding from the gripper body 1 slider 12 which is supported by a compression spring 13 on the gripper body 1, arranged. By the slider 12 is orthogonally an index 14 passed, which engages as a pawl in the shift gear 8. The index 14 is slidably disposed and supported by a compression spring 15 in a slide 12 fixed to the bridge 16. Der Druckfeder 15 ist mit dem Index 14 verbunden.

Fig. 1 zeigt den Greifer in geschlossener Stellung. Durch die Druckfedern 4 können Werkzeugbundabweichungen toleriert und trotzdem ein fester Sitz der Werkzeuge erreicht werden. Das Öffnen des Greifers wird durch einmaliges Betätigen des SchiebersFig. 1 shows the gripper in the closed position. By the compression springs 4 tool collar deviations tolerated and still a tight fit of the tools can be achieved. The opening of the gripper is achieved by pressing the slider once

12 bis zu seinem Anschlag im Greiferkörper 1 realisiert. Der Index 14 dreht dadurch das Schaltzahnrad 8 und die damit verbundene Kurvenscheibe 7 um eine Achteldrehung weiter.12 realized to its stop in the gripper body 1. The index 14 thereby rotates the shift gear 8 and the associated cam 7 by one-eighth turn.

Die Rollen 6 rollen unter der Wirkung der Zugfedern 3 auf der Kurvenscheibe 7 in ein Kurvental und die hinteren Enden der Greiferarme 2 bewegen sich aufeinander zu, wodurch das Öffnen des Greifers erfolgt. Durch den in die Senkungen 9 einrastenden Piston 10 wird diese Stellung wieder stabil positioniert. Der Schieber 12 wird durch die Druckfeder 13 wieder in seine Ausgangslage gebracht, wobei der Index 14 entlang des Rückens des nächsten Zahnes des Schaltzahnrades 7 zurückgeleitet und in seiner Ausgangslage wieder durch die Druckfeder 15 vor den nächsten Zahn des Schaltzahnrades 8 gleitet. Das Schließen des Greifers erfolgt durch eine erneute Betätigung des Schiebers 12. Es erfolgt, wie schon beschrieben, eine weitere Achteldrehung_der Kurvenscheibe 7, so daß die Rollen 6 wieder auf einen Kurvenberg rollen und die hinteren Enden der Greiferarme 2 voneinander wegbewegt werden, wodurch diese die Wirkung der Zugfedern 3 überwindend, geschlossen werden.The rollers 6 roll under the action of the tension springs 3 on the cam 7 in a Kurvental and the rear ends of the gripper arms 2 move towards each other, whereby the opening of the gripper takes place. By engaging in the reductions 9 Piston 10, this position is stably positioned again. The slider 12 is brought by the compression spring 13 back to its original position, the index 14 is fed back along the back of the next tooth of the shift gear 7 and slides in its initial position again by the compression spring 15 before the next tooth of the shift gear 8. The closing of the gripper takes place by a renewed actuation of the slide 12. It takes place, as already described, a further Achteldrehung_der the cam 7 so that the rollers 6 roll again on a curve mountain and the rear ends of the gripper arms 2 are moved away from each other, making this the Overcoming effect of the tension springs 3, be closed.

Die Werkzeugaufnahme im Greifer ist aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich. Die vorderen Enden der Greiferarme 2 sind in Werkzeugachsrichtung eben und unprofiliert ausgebildet und berühren den Werkzeugbund 17 an seinem äußeren zylindrischen Teil unter einem Zentriwinkel größer 180°. Das Werkzeug liegt dadurch kraft-und formschlüssig im Profilkörperteil 18 des Greiferkörpers 1 und wird durch den Nutenstein 19 drehlagebestimmt.The tool holder in the gripper can be seen from FIG. 1 and FIG. The front ends of the gripper arms 2 are formed flat and unprofiled in Werkzeugachsrichtung and touch the tool collar 17 at its outer cylindrical portion at a central angle greater than 180 °. The tool is characterized positively and positively in the profile body part 18 of the gripper body 1 and is determined by the sliding block 19 rotational position.

Claims

Invention claim:

1. gripper for tool changing devices in which two gripper arms are mounted individually in the gripper body and connected behind their bearing points by a respective tension spring with the gripper body, characterized in that the front ends of the gripper arms (2) in Werkzeugachsrichtung flat and unprofiled and perpendicular to Wörkzeugachsrichtung such are formed, that the tool collar (17) is touched at a Zentriwinkel greater than 180 °, the gripper body (1) between the front ends of the gripper arms (2) as a profiled body part (18) with sliding block (19) is formed, the rear ends of the gripper arms (2) have mutually aligned recesses in which spring-loaded lying in the gripper plane rollers (6) are guided, between the rollers (6) a symmetrical cam (7) is arranged, in parallel with the cam (7) a switching gear (8) is connected in that the cam disc (7) has a countersink (9) of the same radius in each curve arc, perpendicular to the cam (7) a spring-loaded piston (10) in the countersinks (9) is arranged latched and in the gripper plane from the gripper body (2) protruding spring-loaded slide (12) with orthogonal in this plane through the slide (12) passed displaceable spring-loaded index (14) which engages as a pawl in the shift gear (8) is arranged.

2. Gripper according to item 1, characterized in that the rollers (6) as double rollers and the cam (7) associated as a double cam disc with intermediate switching gear (8) are formed.

3. gripper according to item 1 and 2, characterized in that the cam disc (7) is formed in a star shape with the rollers (6) abrollfähigen transitions.

For this 1 page drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a gripper for the tool changers of machine tools for the exchange of tools between the work spindle of the machine and a tool magazine, with radial supply and Abfuhrbewegungen the gripper with respect to the tool and axial Werkzeugaushub- and tool insert movement.

Characteristic of the known technical solutions

According to DD PS 149331 a device is known in which the grippers are guided in a central point and held by a compression spring, push rod and the gripper ends connecting toggle lever in the closed state. The opening is triggered by a protruding into the push rod conical part, which is connected to a hydraulic piston. The disadvantage of this solution is the necessary connection for operating the gripper, which has to perform all movements of the gripper arm with. In DD PS 137 676 a gripper is described in which pivotable gripper jaws are connected to a displaceable in the gripper arm radially to the tool and lockable drive. It is the radial movement of the gripper with respect to the tool used for its operation in the open and clamping position. A similar functional principle is realized by a tool transport arm according to DE OS 3016026. It has two clamping arms, which have curved portions and are rotatable in opposite directions about a common axis, and a mechanism for rotating the clamping arms and mechanisms for applying a tool clamping force to a tool held between the curved portions. Upon completion of the respective axial feed movement moves a sliding pin against a stop and opens the clamping arms. During axial movement of the pin from the stop, the clamping arms are automatically closed by springs. Both solutions realize the tool position and orientation by moving components. This closing and opening of the gripper by approaching the gripper to the working unit can adversely affect the work result, especially in high-precision machining centers. The DEAS 2245922 describes a tool changing device consisting of a pair of pliers with arms for gripping, in which the arms are pivotally mounted about a bolt. Two, with the forceps closed perpendicular to the axis of symmetry directed and aligned blind bores are arranged from the inside in the gripper arms front pivot point of the forceps, which are supported by coil springs at the bottom of the blind holes and exert an opening moment on the two gripper arms. The pliers also has rearwardly directed arms, which are supported on guided in cup sleeves bolt and bear the cup sleeves on a rotatable pin with rectangular cross-section. The pot sleeves are supported with their bottoms on the narrow side of the rectangular pin, whereby a movement of the pot sleeves in the holes is prevented inwardly and the pliers remain closed. By planting the pans on the narrow sides of the pin this is secured against unintentional twisting. The bolts are relatively displaceable with respect to the cup sleeves by supporting their collars via cup spring packs at the bottom of the cup collars, thereby enabling tolerance compensation. To open the pliers, the pin is rotated by 90 °, so that a displacement of the pot sleeves takes place until it rests on the longitudinal sides of the pin, wherein this displacement takes place under the force exerted by the coil springs on the gripper arms opening force. The disadvantage here is the sliding friction conditions in the leadership of the pans and the rolling of the pin, whereby the energy consumption for forceps operation is higher and also a greater wear must be compensated to maintain the required tolerance limits. A disadvantage also affects the cross-sectional shape of the pin, because a self-locking position of the pin is achieved only with open pliers position, while with closed gripper pliers must be done by the drive.