DE3011837A1 - Tool grip for industrial robots - has rigidly mounted leaf spring grip arms, with pressure elements - Google Patents

Tool grip for industrial robots - has rigidly mounted leaf spring grip arms, with pressure elements

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DE3011837A1 DE19803011837 DE3011837A DE3011837A1 DE 3011837 A1 DE3011837 A1 DE 3011837A1 DE 19803011837 DE19803011837 DE 19803011837 DE 3011837 A DE3011837 A DE 3011837A DE 3011837 A1 DE3011837 A1 DE 3011837A1
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    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers

Abstract

The tool grip has several gripping arms, which are at a relative distance and project from a holder. The arms are moved towards each other by a drive, and are formed as leaf springs (2), rigidly fastened to one side of the holder (1). The drive units have two pressure elements (10), which are longitudinally adjustably fastened to the holder. The leaf springs are supported on the pressure elements. Dependent upon the length of the adjustment, the elements apply a sideward directed force to each leaf spring. The elements are formed by pressure rollers, held on a rigid transverse yoke (9) on the holder, with jacket surfaces engaging the leaf springs.

Description

Handhabungsgreifer, beispielsweise für Industrie-Handling gripper, for example for industrial

roboter Die Erfindung betrifft einen Handhabungsgreifer, beispielsweise für Industrieroboter, mit wenigstens zwei an einem Halterungsteil vorragend gelagerten, einander im Abstand gegenüberstehenden Greifarmen, die durch eine zugeordnete Antriebseinrichtung unter Erzeugung der Greifbewegung aufeinander zu bewegbar sind.robot The invention relates to a handling gripper, for example for industrial robots, with at least two protruding mounted on a bracket part, mutually opposing gripping arms, which are driven by an associated drive device can be moved towards one another while generating the gripping movement.

Handhabungsgreifer oder Greifzangen finden in der Praxis in einer Reihe von Ausführungsformen dazu Verwendung, Gegenstände zu manipulieren, deren Handhabung für eine Bedienungsperson zu gefährlich oder aus anderen Gründen unzweckmäßig wäre. Es sind Ausführungsformen bekannt, bei denen an einem Halterungsteil die starren Greifarme mittels eigener Gelenke gelagert sind. Solche Handhabungsgreifer sind aber notwendigerweise verhältnismäßig groß und schwer.In practice, handling grippers or grippers are in one A number of embodiments are used to manipulate objects, their Handling too dangerous for an operator or inexpedient for other reasons were. There are known embodiments in which the rigid on a mounting part Gripping arms are mounted by means of their own joints. Such handling grippers are but necessarily relatively large and heavy.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Handhabungsgreifer zu schaffen, der sich bei betriebssicherer Funktion durch einen einfachen Aufbau und ein geringes Gewicht auszeichnet.The object of the invention is therefore to provide a handling gripper create, which is reliable function through a simple structure and is characterized by a low weight.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Handhabungsgreifer erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme als an dem Halterungsteil einseitig starr befestigte Blattfedern ausgebildet sind und die Antriebseinrichtung zwei an dem Halterungsteil längsverstellbar gelagerte Druckelemente aufweist, gegen die die Blattfedern seitlich abgestützt sind und durch die in Abhängigkeit von ihrer Längsverstellung jeweils eine seitlich gerichtete Kraft auf jede der Blattfedern ausübbar ist.To solve this problem, the handling gripper is according to the invention characterized in that the gripping arms are rigid on one side than on the mounting part attached leaf springs are formed and the drive device two on the Bracket part has longitudinally adjustable mounted pressure elements against which the Leaf springs are laterally supported and by depending on their longitudinal adjustment a laterally directed force each on each of the leaf springs is exercisable.

Der Handhabungsgreifer arbeitet somit ohne Gelenke, so daß der mit solchen Lagerstellen sonst notwendigerweise verbundene Aufwand entfällt. Da die Blattfedern einseitig starr befestigt sind, tritt auch kein Spiel oder dergl. an der Befestigungs- oder Einspannstelle auf, was bedeutet, daß die Greifarme sehr exakt in ihrer Greifbewegung gesteuert werden können.The handling gripper thus works without joints, so that with such storage locations otherwise necessary expenses are not required. Since the Leaf springs are rigidly attached on one side, there is also no play or the like the fastening or clamping point on, which means that the gripping arms very can be precisely controlled in their gripping movement.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckelemente Druckrollen, die an einem an dem Halterungsteil längsverstellbar gelagerten, starren Querjoch gelagert sind und deren Mantelfläche jeweils an einer Blattfeder anliegt. Durch die Druckrollen wird die bei der Verstellung des Querjoches und damit der Erzeugung der Greifbewegung auftretende Betätigungskraft auf ein Minimum reduziert, so daß mit verhältnismäßig kleinen Antriebselementen das Auslangen gefunden werden kann. Das Querjoch hält die beiden Druckrollen in festem Abstand und erzwingt damit eine genau vorherbestimmte Greifbewegung der Greifarme in Abhängigkeit von der Längsverstellung des Querjochs.In a preferred embodiment, the pressure elements are pressure rollers, those on a rigid transverse yoke that is longitudinally adjustable on the mounting part are stored and the outer surface of which rests against a leaf spring. By the pressure rollers are used in the adjustment of the cross yoke and thus the generation the gripping movement occurring operating force is reduced to a minimum, so that with relatively small drive elements that can be achieved. The cross yoke keeps the two pressure rollers at a fixed distance and thus forces one precisely predetermined gripping movement of the gripping arms depending on the longitudinal adjustment of the cross yoke.

Das Querjoch kann an einer Stange befestigt sein, die in einer entsprechenden Bohrung des Halterungsteiles verschieblich geführt ist. Diese Stange kann dabei auch die Kolben stange eines auf das Halterungsteil aufgesetzten Arbeitszylinders, beispielsweise eines kleinen Pneumatikzylinders, sein.oder mit dieser Kolbenstange verbunden sein.The cross yoke can be attached to a rod in a corresponding Bore of the holder part is displaceably guided. This rod can do it also the piston rod of a working cylinder placed on the mounting part, for example a small pneumatic cylinder, or with this piston rod be connected.

Zweckmäßig ist es, wenn die Blattfedern wenigstens in der Nähe des Halterungsteiles schräg nach außen oder innen zu verlaufend ausgebildet sind, womit eine einfache Geradführung der Druckelemente in Greiferlängsrichtung genügt, um - je nach der Ausbildung der schräg verlaufenden Teile der Blattfedern - eine nach innen zu oder nach außen zu gerichtete Greifbewegung zu erzeugen. Wenn die Blattfedern an dem Halterungsteil wahlweise in zwei gegeneinander um 1800 verdrehten Stellungen befestigbar sind, kann der Handhabungsgreifer je nach der Art der Befestigung der Blattfedern entweder mit einer aufeinander zu gerichteten Greifbewegung oder mit einer spreizenden Greifbewegung arbeiten.It is useful if the leaf springs at least in the vicinity of the Bracket part are designed to run obliquely outwards or inwards, with which a simple straight line guidance of the pressure elements in the longitudinal direction of the gripper enough, around - depending on the design of the obliquely extending parts of the leaf springs - one to generate inwardly or outwardly directed gripping movement. If the Leaf springs on the mounting part optionally in two mutually twisted by 1800 Positions can be fastened, the handling gripper can depending on the type of fastening of the leaf springs either with a gripping movement directed towards one another or work with a spreading gripping movement.

Die Längsverstellung der Druckelemente kann durch einen festen Anschlag begrenzt sein, der damit gleichzeitig auch die auf den ergriffenen Gegenstand ausgeübte Maximaldruckkraft festlegt. Dabei können auf die Blattfedern Greifbacken aufgesetzt sein, um ein sicheres Ergreifen des jeweiligen Gegenstandes zu gewährleisten. Schließlich ist es in Einzelfällen noch denkbar, die Anordnung derart zu treffen, daß die Blattfedern jeweils wenigstens einen längsversteiften Bereich aufweisen, der es gestattet, die Greifkraft zu erhöhen, falls dies für besondere Anwendungszwecke notwendig sein sollte.The longitudinal adjustment of the pressure elements can be achieved by a fixed stop be limited, which at the same time also exerted on the gripped object Determines the maximum compressive force. Gripping jaws can be placed on the leaf springs to ensure a safe gripping of the respective object. In the end it is still conceivable in individual cases to make the arrangement in such a way that the leaf springs each have at least one longitudinally stiffened area that allows the To increase the gripping force, if this is necessary for special purposes should.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Handhabungsgreifer gemäß der Erfindung im axialen Schnitt in einer Seitenansicht, Fig. 2 den Handhabungsgreifer nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II.2 der Fig. 1, in einer Draufsicht, und Fig. 3 den Handhabungsgreifer nach Fig. 1 in einer anderen Seitenansicht, teilweise im Ausschnitt.In the drawing is an embodiment of the subject matter of Invention shown. 1 shows a handling gripper according to the invention in axial section in a side view, FIG. 2 shows the handling gripper according to FIG. 1, sectioned along the line II.2 of FIG. 1, in a top view, and FIG. 3 the handling gripper according to FIG. 1 in another side view, partly in Cutout.

Der Handhabungsgreifer weist ein in Gestalt eines Metallblockes ausgebildetes Halterungsteil 1 auf, an das auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen zwei Blattfedern 2 mittels Schrauben 3 angeschraubt sind. Die damit einseitig fest eingespannten und mit dem Halterungsteil 1 starr verbundenen Blattfedern 2 bilden zwei im Abstand einander gegenüberstehende Greifarme, die endseitig bei 4 angedeutete prismatische Greifbacken tragen, welche mittels Schrauben 5 lösbar befestigt sind.The handling gripper has one in the form of a metal block Bracket part 1 to which two leaf springs on two opposite side surfaces 2 are screwed on by means of screws 3. The one that is firmly clamped on one side and leaf springs 2 rigidly connected to the mounting part 1 form two spaced apart opposing gripping arms, the prismatic end indicated at 4 Wear gripping jaws, which are releasably attached by means of screws 5.

Die beiden Blattfedern 2 weisen in der Nähe ihrer Einspennstelle:zwei im wesentlichen gerade, parallel zueinander ausgerichtete Abschnitte 6 auf, an die sich schräg nach außen zu verlaufende Abschnitte 7 anschließen, welche wiederum in gerade, parallel zu den Abschnitten 6 verlaufende und gegenüber diese seitlich versetzte Abschnitte 8 übergehen, an denen die Greifbacken 4 sitzen.The two leaf springs 2 have in the vicinity of their Einspennstelle: two substantially straight, mutually parallel sections 6 to which sections 7 to extend obliquely outward connect, which in turn in straight, parallel to the sections 6 and opposite these laterally Pass over offset sections 8 on which the gripping jaws 4 are seated.

Zur Betätigung der von den Blattfedern 2 gebildeten Greifarme dienen zwei Druckelemente, die in Gestalt von zwei an einem Querjoch 9 achsparallel frei drehbar gelagerten Druckrollen 10 bestehen, gegen deren Mantelfläche die Blattfedern 2 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise abgestützt sind. Das Querjoch 9 ist an der Kolbenstange 11 eines auf das Halterungsteil 1 aufgesetzten Pneumatikzylinders 12 mittels einer Mutter 13 angeschraubt, wobei die Kolbenstange 11 durch eine entsprechende Bohrung 14 des Halterungsteils 1 verläuft und der Pneumatikzylinder 12 in einer den Handhabungsgreifer tragenden Halterung 15 sitzt.To actuate the gripping arms formed by the leaf springs 2 are used two pressure elements in the form of two on a cross yoke 9 axially parallel free rotatably mounted pressure rollers 10 exist, against the outer surface of the leaf springs 2 are supported in the manner shown in FIG. The cross yoke 9 is at the Piston rod 11 of a pneumatic cylinder 12 placed on mounting part 1 screwed by means of a nut 13, the piston rod 11 by a corresponding Bore 14 of the holder part 1 runs and the pneumatic cylinder 12 in a the holder 15 carrying the handling gripper is seated.

An dem Halterungsteil 1 ist außerdem ein etwa U-förmiger Bügel 16 mittels Schrauben 17 befestigt, in dessen einen Schenkel 18 eine auf die Kolbenstange 11 ausgerichtete verstellbare Anschlagschraube 19 eingeschraubt ist.An approximately U-shaped bracket 16 is also located on the mounting part 1 fastened by means of screws 17, in one leg 18 of which one on the piston rod 11 aligned adjustable stop screw 19 is screwed.

In der in Fig. 1 veranschaulichten Ausgangsstellung liegen die Druckrollen 10 im Bereiche des einen Endes der schräg verlaufenden Abschnitte 7 auf den Blattfedern 2 auf; die beiden Greifbacken 4 stehen deshalb im maximalen Abstand.In the starting position illustrated in FIG. 1, the pressure rollers are located 10 in the area of one end of the inclined sections 7 on the leaf springs 2 on; the two gripping jaws 4 are therefore at the maximum distance.

Wenn nun der Pneumatikzylinder 12 mit Druckluft beaufschlagt wird und seine Kolbenstange 11 vorschiebt, wird das Querjoch 9,bezogen auf Fig. 1, nach unten bewegt.If now the pneumatic cylinder 12 is pressurized with compressed air and its piston rod 11 advances, the cross yoke 9, based on FIG moved down.

Die Druckrollen 10 rollen sich dabei auf den schrägen Abschnitten 7 der Blattfedern 2 ab, womit die Blattfedern 2 im Bereiche ihrer Abschnitte 6,7 elastisch nach innen gedrückt werden, was eine entsprechende Greifbewegung der Greifbacken 4 zur Folge hat. Das Maß dieser aufeinander zu gerichteten Greifbewegung der Greifbacken 4 ist dadurch begrenzt, daß die Kolbenstange 11 auf die Anschlagschraube 19 aufläuft.The pressure rollers 10 roll on the inclined sections 7 of the leaf springs 2, whereby the leaf springs 2 in the areas of their sections 6,7 are pressed elastically inwards, causing a corresponding gripping movement of the gripping jaws 4 has the consequence. The extent of this mutually directed gripping movement of the gripping jaws 4 is limited by the fact that the piston rod 11 runs up against the stop screw 19.

Wenn der so ergriffene Gegenstand freigegeben werden soll genügt es, den Pneumatikzylinder 12 zu entlüften; die Eigenfederkraft der Blattfedern 2 reicht in der Regel aus, über die Druckrollen 10 und die schrägen Abschnitte 7 das Querjoch 9 wieder nach oben zu bewegen, womit die beiden Blattfedern 2 wieder in die Ruhestellung nach Fig. 1 zurückkehren können.If the object grasped in this way is to be released, it is sufficient to vent the pneumatic cylinder 12; the natural spring force of the leaf springs 2 is sufficient usually from, over the pressure rollers 10 and the inclined sections 7, the cross yoke 9 to move upwards again, bringing the two leaf springs 2 back into the rest position can return to FIG.

Die Blattfedern 2 können auch bei entsprechender Ausbildung und Anordnung der schrägen Bereiche 7 um 1800 verdreht an dem Halterungsteil 1 festgeschraubt werdenlmit dem Ergebnis, daß sie dann an den Druckrollen 10 im Bereich der Außenseite des Querjoches 9 anliegen, wie dies in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist und die Längsverstellung des Querjoches 9 als Greifbewegung eine Spreizbewegung hervorruft. Dies ist dann zweckmäßig, wenn es beispielsweise darum geht, einen Gegenstand an der Wandung einer Längsbohrung zu ergreifen.The leaf springs 2 can also be designed and arranged accordingly of the inclined areas 7 rotated by 1800 and screwed tightly to the mounting part 1 with the result that they are then on the pressure rollers 10 in the area of the outside of the cross yoke 9 rest, as indicated by dashed lines in Fig. 2 and the Longitudinal adjustment of the cross yoke 9 as a gripping movement causes a spreading movement. This is useful when it comes to an object, for example to take the wall of a longitudinal bore.

Die Blattfedern 2 sind entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Einsatzfalles in ihrer Länge und in dem Maß der durch die schrägen Abschnitte 7 gegebenen Kröpfung zweckentsprechend zugerichtet; sie können gegebenenfalls auch einfach abgeschnitten werden.The leaf springs 2 are according to the requirements of the respective Case of use in their length and in the extent of the inclined sections 7 given crank suitably prepared; they can also, if necessary simply cut off.

Wenn besonders große Greifkräfte erzeugt werden müssen ist es denkbar, die Blattfedern 2, insbesondere im Bereiche der geraden Abschnitte 8, in Längsrichtung zu versteifen, was beispielsweise durch eine eingeformte Sicke oder durch aufgesetzte Versteifungsrippen erfolgen kann.If particularly large gripping forces have to be generated, it is conceivable the leaf springs 2, in particular in the region of the straight sections 8, in the longitudinal direction to stiffen, for example, by a molded bead or by attached Stiffening ribs can be made.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Blattfedern 2, d.h. zwei Greifarme, vorhanden; in grundsätzlich ähnlicher Weise lassen sich auch Handhabungsgreifer aufbauen, die mehr als zwei Greifarme besitzen.In the illustrated embodiment, two leaf springs 2, i.e., two gripping arms present; in a fundamentally similar way can also Build handling grippers that have more than two gripper arms.

Claims (9)

Patentansprüche Ç Handhabungsgreifer, beispielsweise für Industrieroboter, mit wenigstens zwei an einem Halterungsteil vorragend gelagerten'einander im Abstand gegenüberstehenden Greifarmen, die durch eine zugeordnete Antriebseinrichtung aufeinander zu bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme als an dem Halterungsteil (1) einseitig starr befestigte Blattfedern (2) ausgebildet sind und die Antriebseinrichtung zwei an dem Halterungsteil (1) längs verstellbar gelagerte Druckelemente (10) aufweist, gegen die die Blattfedern (2) seitlich abgestützt sind und durch die in Abhängigkeit von ihrer Längsverstellung jeweils eine seitlich gerichtete Kraft auf jede der Blattfedern (2) ausübbar ist. Claims Ç Handling grippers, for example for industrial robots, with at least two supported projecting on a mounting part at a distance opposing gripping arms, which are attached to one another by an associated drive device to are movable, characterized in that the gripping arms than on the holding part (1) leaf springs (2) rigidly fastened on one side are formed and the drive device has two pressure elements (10) mounted to be longitudinally adjustable on the mounting part (1), against which the leaf springs (2) are laterally supported and by the dependent from their longitudinal adjustment in each case a laterally directed force on each of the leaf springs (2) is exercisable. 2. Handhabungsgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente Druckrollen (10) sind, die an einem an dem Halterungsteil (1) längs verstellbar gelagerten1 starren Querjoch (9) gelagert sind, und deren Mantelfläche jeweils an einer Blattfeder (2) anliegt. 2. Handling gripper according to claim 1, characterized in that the pressure elements are pressure rollers (10) which are attached to one of the mounting part (1) longitudinally adjustable mounted1 rigid cross yoke (9) are mounted, and their outer surface each rests against a leaf spring (2). 3. Handhabungsgreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Querjoch (9) an einer Stange (11) befestigt ist, die durch eine entsprechende Bohrung (14) des Halterungsteiles (1) verläuft. 3. Handling gripper according to claim 2, characterized in that the cross yoke (9) is attached to a rod (11) which is supported by a corresponding Bore (14) of the holder part (1) runs. 4. Handhabungsgreif er nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange die Kolbenstange (11) eines auf das Halterungsteil (1) aufgesetzten Arbeitszylinders (12) ist.4. handling gripper according to claim 3, characterized in that the rod the piston rod (11) of a working cylinder placed on the mounting part (1) (12) is. 5. Handhabungsgreifer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (2) wenigstens in der Nähe des Halterungsteiles (1) schräg nach außen oder innen zu verlaufend ausgebildet sind.5. Handling gripper according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the leaf springs (2) at least in the vicinity of the mounting part (1) obliquely after are designed to run outside or inside. 6. Handhabungsgreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstellung der Druckelemente (10) durch einen festen Anschlag (19) begrenzt ist.6. Handling gripper according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the longitudinal adjustment of the pressure elements (10) by a fixed Stop (19) is limited. 7. Handhabungsgreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (2) an dem Halterungsteil (1) wahlweise in zwei gegeneinander um 1800 verdrehten Stellungen befestigbar sind.7. Handling gripper according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the leaf spring (2) on the mounting part (1) optionally in two are fastened against each other by 1800 rotated positions. 8. Handhabungsgreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (2) jeweils wenigstens einen längsversteiften Bereich (8) aufweisen.8. Handling gripper according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the leaf springs (2) each stiffen at least one longitudinally Have area (8). 9. Handhabungsgreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Blattfedern (2) Greifbacken (4) aufgesetzt sind.9. Handling gripper according to one of the preceding claims, characterized characterized in that gripping jaws (4) are placed on the leaf springs (2).
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