DD246072A1 - Dreibackengreifer in offener bauform - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dreibackengreifer in offener Bauform zum Greifen rotationssymmetrischer Objekte, insbesondere fuer Industrieroboter. Ziel ist, die Wiederhol- und Positioniergenauigkeit zu verbessern. Dazu soll im gesamten Spannbereich eine exakt lineare Backenbewegung bei Einleitung einer variablen Greifkraft realisiert werden. Erfindungsgemaess ist auf einer Grundplatte mit einem im wesentlichen U-foermigen Ausschnitt ein durch eine waehlbare Anzahl von Zugfedern an einem von zwei Anschlaegen gehaltener und durch eine Mehrzahl von wahlweise ansteuerbarer, doppeltwirkender Arbeitszylinder parallel zur Grundplatte in einer Saeulenfuehrung bewegbarer Schlitten befestigt, der ueber Koppeln mit dem jeweils einen Ende dreier drehbar gelagerter Antriebshebel verbunden ist, welche mit ihrem jeweils anderen, scheibenartig ausgeformten Ende spielfrei in eine in drei Backen eingearbeitete Aussparung eingreifen, die in um 120 versetzt angeordneten und auf einen gedachten Punkt in dem U-foermigen Ausschnitt weisenden Fuehrungen linear verschiebbar gelagert sind. Fig. 1

Description

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Fig. die Ansicht eines Dreibackengreifers in offener Bauform im geschlossenen Zustand.

Dargestellt ist eine Grundplatte 1 mit einem U-förmigen Ausschnitt 2, ein Schlitten 3 mit Zugfedern 4, einer Säulenführung Bund einem Schaltstück 6, drei handelsübliche, doppeltwirkende Arbeitszylinder.7, drei Koppeln 8, drei Antriebshebel 9 mit jeweils " einem scheibenartig ausgeformten Ende 10, drei Backen 11 mit je einer Aussparung 12 und je einem Endstück 13, drei auf einen Punkt 14 weisende Führungen 15 und zwei Initiatoren 16; 16'

Die Funktion des Dreibackengreifers ist folgende.

In dem dargestellten, geschlossenen Zustand des Dreibackengreifers befindet sich der Schlitten 3 in der einen der beiden Endlagen, wobei die Kfaft der Zugfedern 4 über den Schlitten 3 die Kolben der Arbeitszylinder? gegen die einen der Anschläge in den Arbeitszylindern 7 drückt. In dieser Endlage befindet sich das Schaltstück 6 im Wirkbereich des einen der Initiatoren 16. Von diesem einen Initiator 16 gesteuert wird zum Betätigen des Dreibackengreifers die zur Überwindung der Kraft der Zugfedern 4 notwendige Anzahl von Arbeitszylinder 7 derart mit Druckluft beaufschlagt, daß sich der Schlitten 3 in der Säulenführung 5 so weit in Richtung auf den U-förmigen Ausschnitt bewegt, bis die Kolben in den Arbeitszylindern 7 an. den anderen Anschlägen der Arbeitszylinder? anliegen. Das Schaltstück 6 befindet sich dann im Wirkbereich des anderen Initiators 16'. Durch die Bewegung des Schlittens 3 werden über die Koppeln 8 die Antriebshebel 9 in der Weise gedreht, daß sie mit den in die Aussparungen 12 eingreifenden, scheibenartig ausgeformten Enden 10 die Backen 11 in ihren Führungen 15 von dem Punkt 14 nach außen bewegen. Durch die Art der Führungen 15 ist diese Bewegung der Backen 11 streng linear.

In dieser Stellung wird der Dreibackengreifer programmgesteuert entweder axial oder radial an das zu handhabende Objekt derart angefahren, daß der Punkt 14 im Mittelpunkt des Objektes liegt.

Von dem anderen Initiators 16'gesteuert werden nun die Arbeitszylinder 7 derart mit Druckluft beaufschlagt, daß sich der Schlitten 3 un'd die Backen 11 jeweils in umgekehrter Richtung soweit bewegen, bis die Backen 11 an dem zu handhabenden Objekt anschlagen. Ein nicht exakt zentrisch stehendes Objekt wird dabei zentriert. Infolge der streng linearen Bewegung der Backen 11 ist hierbei eine Drehbewegung des Objektes ausgeschlossen. Das ist besonders dann wichtig, wenn lageorientierte Teile, zum Beispiel mit einer Nut, zu handhaben sind. In dieser Stellung befindet sich das Schaltstück 6 noch nicht im Wirkbereich des einen Initiators 16 und nicht mehr im Wirkbereich des anderen Initiators 16'. Das bedeutet, daß das Objekt von dem Dreibackengreifer erfaßt wurde. In diesem Betriebszustand wird die Haltekraft je nach Programmierung allein von den Zugfedern 4 oder zusätzlich zu den Zugfedern 4 von den doppeltwirkenden Arbeitszylindern 7 aufgebracht. In Abhängigkeit von der aufzubringenden Haltekraft sind Zugfedern 4 mit entsprechender Federkraft und in entsprechender Anzahl einzusetzen. Auf diese Weise können sowohl druckempfindliche Objekte als auch vergleichsweise schwere Objekte gefaßt werden, für die eine hohe Haltekraft aufzubringen ist.

Das Lösen des Objektes aus dem Dreibackengreifer geschieht in analoger Weise.

Durch das Trennen der Führungen 15 für die Backen 11 von dem durch die Arbeitszylinder?, Koppeln 8 und Antriebshebeln 9 realisierten Antrieb wird eine exakt lineare Bewegung der Backen 11 erreicht. Eine weitere, vorteilhafte Auswirkung dieser Trennung ist, daß diese Linearität und die hohe Wiederhol- und Positioniergenauigkeit in einer Größenordnung von 0,01 mm innerhalb der Lebensdauer des Dreibackengreifers bei üblichen und beherrsch baren Genauigkeitsforderungen sowohl für die Führungen 15 als auch für die übrigen Teile erreichbar ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1. Dreibackengreifer in offener Bauform, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Grundplatte (1) mit einem im wesentlichen U-förmigen Ausschnitt (2) ein durch eine wählbare Anzahl von Zugfedern (4) an einem von zwei Anschlägen gehaltener und durch eine Mehrzahl von wahlweise ansteuerbarer, doppeltwirkender Arbeitszylinder (7} parallel zur Grundplatte (1) in einer Säulenführung (5) bewegbarer Schlitten (3) befestigt ist, der über Koppeln (8) mit dem jeweils einen Ende dreier drehbar gelagerter Antriebshebel (9) verbunden ist, welche mit ihrem jeweils anderen, scheibenartig ausgeformten Ende (10) spielfrei in eine in drei Backen (11) eingearbeitete Aussparung (12) eingreifen, die in um 120° versetzt angeordneten und auf einen gedachten Punkt (14) in dem U-förmigen Ausschnitt (2) weisenden Führungen (15) linear verschiebbar gelagert sind.
2. 2. Dreibackengreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (11) vorzugsweise aus prismatischen Stäben mit austauschbaren Endstücken (13) bestehen,
3. 3. Dreibackengreifer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitten (3) beim Anliegen an jedem der beiden Anschläge jeweils im Wirkungsbereich eines von zwei Initiatoren (16; 16') befindet.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet

   Die Erfindung betrifft einen Dreibackengreifer in offener Bauform zum Greifen rotationssymmetrischer Objekte für Handhabungseinrichtungen, insbesondere Industrieroboter.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Um Handhabungseinrichtungen, insbesondere Industrieroboter, universell nutzen zu können, werden von den zugehörigen Greifern ein großer Spannbereich, eine mögliche radiale und axiale Anfahrrichtung an die zu handhabenden Objekte, Veränderbarkeit der Greifkraft, Selbstzentrierung der Objekte beim Greifen sowie eine hohe Wiederhol- und Positioniergenauigkeit bei geringer Eigenmasse und leichter Herstellbarkeit gefordert. Die bekannten technischen Lösungen genügen diesen Forderungen jeweils nur zum Teil.

   Bei einem bekannten Dreifingergreifer in offener Bauform sind an einem Grundkörper, bestehend aus zwei parallelen Platten, drei Greiffinger vorgesehen, die von drei um 120° versetzt angeordneten Hebelgetrieben angelenkt werden. Jedes der Hebelgetriebe enthält drei drehbar gelagerte Hebel. Die Hebelgetriebe werden über zwei Antriebshebel und eine Zahnradpaarung von einem doppeltwirkenden Mehrkammerzylinder mit beidseitiger Kolbenstange angetrieben, vgl. DD-WP225094;B25J-15/10.

   Nachteilig an dieser Lösung sind die Hebelgetriebe mit ihrer großen Anzahl von Lagerstellen. Jedes Spiel in den Lagerstellen wirkt sich in Verbindung mit den zum Teil großen Übersetzungsverhältnissen ungünstig auf die Wiederhol- und Positioniergenauigkeit des Greifers aus. Die verwendete Zahnradpaarung ist beiden verhältnismäßig kleinen Herstellungsserien von Handhabungseinrichtungen unwirtschaftlich. Schließlich ist die Bewegung der Greiffinger nur annähernd geradlinig und das auch nur für einen relativ kleinen Spannbereich. Bei einem Lagefehler des Objektes gegenüber der zuvor einprogrammierten Lagen können dadurch Positionierfehler verursacht werden.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, einen universell einsetzbaren Dreibackengreifer in offener Bauweise mit vergleichsweise geringer Eigenmasse und leichter Herstellbarkeit zu schaffen, der eine verbesserte Wiederhol- und Positioniergenauigkeit aufweist.

   Wesen der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im gesamten Spannbereich exakt lineare Backenbewegung bei Einleitung einer variablen Greifkraft zu realisieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer Grundplatte mit einem im " wesentlichen U-förmigen Ausschnitt ein durch eine wählbare Anzahl von Zugfedern an einem von zwei Anschlägen gehaltener und durch eine Mehrzahl von wahlweise ansteuerbarer, doppeltwirkender Arbeitszylinder parallel zur Grundplatte in einer Säulenführung bewegbarer Schlitten befestigt ist, der über Koppeln mit dem jeweils einen Ende dreier drehbar gelagerter Antriebshebel verbunden ist, welche mit ihrem jeweils anderen, scheibenartig ausgeformten Ende spielfrei in eine in drei Backen eingearbeitete Aussparung eingreifen, die in um 120° versetzt angeordneten und auf einen gedachten Punkt in dem U-förmigen Ausschnitt weisenden Führungen linear verschiebbar gelagert sind. Vorzugsweise bestehen die Backen aus prismatischen Stäben mit austauschbaren Endstücken. Der Schlitten befindet sich beim Anliegen an jedem der beiden Anschläge jeweils im Wirkbereich eines von zwei Initiatoren.

   Mit der erfindungsgemäßen Lösung gelingt es, einen als Innen-oder Außengreifer zu betreibenden Dreibackengreifer mit geringer Eigenmasse zu realisieren, bei dem die Backenbewegung in dem gesamten Spannbereich streng linear ist. Durch Variation der Zugfedern und wahlweiser Ansteuerung der doppeltwirkenden, handelsüblichen Arbeitszylinder können mit der gleichen hohen Wiederhol- und Positioniergenauigkeit sowohl leichte und druckempfindliche Teile als auch relativ schwere Teile gehandhabt werden.