DD158096A1 - GRIPPER BAKING FOR FEEDING ROBOT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft austauschbare Greiferbacken fuer Beschickungsroboter zum Greifen und Halten rotationssymmetrischer und prismatischer Teile. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, die Flexibilitaet der Greifer zu erweitern, die Anpresskraefte im Greifbereich durch die Backenform zu variieren und mit zunehmendem Teiledurchmesser den Materialaufwand der Greiferbacken zu senken. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe so geloest, dass entsprechend der Groesse der Greifkraft die Greifflaechen der Greiferbacken vom Zentrum zur Peripherie kurvenfoermig ausgebildet sind.The invention relates to interchangeable gripper jaws for loading robot for gripping and holding rotationally symmetric and prismatic parts. The aim and object of the invention is to expand the flexibility of the gripper, to vary the Anpresskraefte in the gripping area by the jaw shape and to reduce the material cost of the gripper jaws with increasing part diameter. According to the invention, the object is achieved in such a way that, according to the size of the gripping force, the gripping surfaces of the gripper jaws are curved in shape from the center to the periphery.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Greiferbacken für BeschickungsroboterGripper jaws for loading robots

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft austauschbare Greiferbacken für Beschickungsrbboter zum Greifen und Halten rotationssymmetri-« scher und prismatischer Teile im Bereich der Klein-, Mittel- und Großserienfertigung bei flexiblen Fertigungszellen und gegenstandsspezialisierten Fertigungsabschnitten ₀ The invention relates to interchangeable gripper jaws for feed robots for gripping and holding rotationally symmetrical and prismatic parts in the field of small, medium and large series production in flexible manufacturing cells and object-specific manufacturing sections ₀

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Greiferbacken haben die Aufgabe, Greifkräfte direkt auf das. Objekt zu übertragen und die Erzeugung der notwendigen Haltekräfte zu gev/ährleisten_o Diese zwei Aufgaben werden unter der Bedingung des direkten Berührens der Backengreifflächen . und Objektoberfläche verwirklichte Die Anpaßfähigkeit des Greifers bzw₀ der Greiferbacken an das zu greifende Objekt hat einen großen Einfluß auf die Flexibilität'des ganzen Roboters ο Das Erfassen der Handhabungsobjekte erfolgt durch Be characteristic of the known solutions te chnical gripper jaws have the task to transfer the gripping forces directly to the. Object and generating the necessary retaining forces to GeV / ährleisten _o These two tasks are under the condition of direct touching of the jaw gripping surfaces. and object surface realized The conformability of the gripper or ₀ of the gripper jaws on the object to be gripped has a great influence on the ο Flexibilität'des whole robot Detecting the handling objects is carried out by

- formschlüssiges Greifen- positive gripping

- teilweise formschlüssiges Greifen- Partial positive gripping

*» kraftschlüssiges Greifen*· ' .* »Non-positive gripping * · '.

Beim formschlüssigen Greifen passen sich die Greiferbacken vollkommen an die Form des Objektes an, so daß alle Massenkräfte, die auf das Objekt wirken, nur als Normalkräfte in den Berührungspunkten weitergeleitet'werden_e Die vollkommene Anpaßfähigkeit ist Objekt weltweiter Untersuchungen« Aus der Literatur sind folgende Möglichkeiten zur Verwirklichung eines vollkommenen Formschlusses bekannteWith the positive gripping the gripper jaws fit perfectly to the shape of the object, so that all the inertial forces acting on the object, just as a normal forces at the contact points weitergeleitet'werden _e The perfect conformability is the object of worldwide investigations "From the literature, the following options known for the realization of a perfect fit

WaneT, G_e "Forinschlüssiges Greifen durch Industrieroboter-Greifer" W-t-Zeitschrift fürindustrielle Fertigung 68 (1979) S₃ 135 - 140 · .WaneT, G _e "Forinschlüssiges gripping by industrial robot gripper" Wt magazine for industrial manufacturing 68 (1979) S ₃ 135-140 ·.

Schlimm_s N₀ "Greifersysteme-Anpassung des Roboters an seine Aufgabe"| Industrieanzeiger 101 (1979) Nr* 38, S_e 28 und DE-AS 22 24 349 sowie OH-PS 463 383 "Abformbare Greiferbacken"Worse _s N ₀ "Gripper system adaptation of the robot to its task" | Industrieanzeiger 101 (1979) No. 38, S _e 28 and DE-AS 22 24 349 and OH-PS 463 383 "Mouldable gripper jaws"

Die Greiferbacken bestehen aus einem plastisch verformbaren Material und werden so an das Objekt geführt, daß die Masse die genaue Abbildung der Form des Teiles annimmt_s In dieser Lage verhärtet das Backenmaterial und nimmt die Kräfte auf, ohne sich zu verformen Diese Art von Greiferbacken gewährleistet ein sicheres Halten« Ein Nachteil der abformbaren-Greiferbacken ist, daß sie im— mer nur für das Ergreifen von einem einzigen Objekt geeignet sind© Wenn das Handhabungsobjekt seine Form wechselt, muß eine neue Greiferbacke hergestellt werden_o Bekannt sind Greifer- backen, mit einstellbaren Lamellen, die parallel zueinander angeordnet und beweglich gelagert sindo Sie werden während einer sogenannten "Lernphase" bis zur Berührung mit der Oberfläche des zu greifenden Teiles ausgefahren und in dieser Lage befestigte Diese'Backenkonstruktion sichert einen relativ guten Formschluß und wird- vorwiegend für das Greifen von rotationssymmetrischen Teilen eingesetzte Nachteilig bei diesen Backen wirkt sich ebenfalls die objektbezogene Einzweckverwendung und die Einstellung bei jedem Wechsel der zu ergreifenden Form aus ₀ The gripper jaws are made of a plastically deformable material and are guided to the object, that the mass of the exact mapping of the shape of the part _s assumes In this position, hardens the jaw material and absorbs the forces, without deforming This type of gripper jaws ensures Safe holding «A disadvantage of the removable gripper jaws is that they are always only suitable for gripping a single object. © When the handling object changes its shape, a new gripper jaw must be made. _o Gripper jaws with adjustable slats are known , Which are arranged parallel to each other and movably mounted and they are extended during a so-called "learning phase" to the contact with the surface of the part to be gripped and fastened in this position This' Back construction ensures a relatively good fit and is predominantly for the gripping of rotationally symmetrical Parts used disadvantage In the case of these jaws, the object-related single-purpose use and the adjustment also have an effect on each change of the form to be taken ₀

Bekannt sind auch Greiferbacken mit einstellbaren Stiften*' Cardann, U₀ "Greifer für Industrieroboter" - ein Bericht über das 7» Internationale Industrierobotersymposinm in Tokio.Also known are gripper jaws with adjustable pins * 'Cardann, U ₀ "Gripper for industrial robots" - a report on the 7th International Industrial Robot Symposium in Tokyo.

Fördern und Heben 28 (1978) 1, S₀ 40 Die Greiferbacken enthalten parallel nebeneinander angeordnete Stifte, die in ihrer Achse beweglich gelagert sind» Sie können innerhalb einer "Lsrnphase"_ oder automatisch, unmittelbar vor dem Greifvorgang bis zur Berührung mit der Objektoberfläche j ausgefahren werden₀ In dieser Lage werden die Stifte befestigt und gewährleisten einen sehr guten Formschlußο Sie sind aber für das Greifen rotationssymme-Conveying and lifting 28 (1978) 1, S ₀ 40 The gripper jaws contain pins arranged parallel next to one another, which are movably mounted in their axes. They can be moved within a "release phase" or automatically, immediately before the gripping operation until they touch the object surface j to be extended ₀ In this position, the pins are fastened and ensure a very good form closure. However, they are rotationally symmetrical for gripping.

. . .. -3-. zzy-ö.u.a υ, , .. -3-. zzy-ö.u.a υ

trischer Teile mit unterschiedlichen Durchmessern ungeeignet© Bekannt sind auch.teilweise formschlüssige Greifer * Dietrich, D« "Greifen und Handhaben von Werkstücken mit Industrieroboter und Einlegegeräten"'trical parts with different diameters are unsuitable © Also known are partially gripper-type grippers * "gripping and handling of workpieces with industrial robots and inserting devices"

)5 Fördern und Heben 27 (1977) 7, Fachteil Lundström, G₀ "Industrial Robot Grippers, The Industrial Robot 1") 5 Conveying and Lifting 27 (1977) 7, Lundström Division, G ₀ "Industrial Robot Grippers, The Industrial Robot 1"

• (1975) no_o 2, S_e 72• (1975) no _o 2, S _E 72

Unter diese Gruppe fallen auch die. in der Produktion für das Handhaben von rotationssymmetrischen Teilen üblichen Greiferbackeno Die Backen haben die Aufgaben,. Teile mit verschiede-This group also includes the group. in the production for the handling of rotationally symmetrical parts usual Greiferbackeno The cheeks have the tasks ,. Parts with different

. nen Durchmessern zu greifen<> Dabei sind die Berührungspunkte zwischen Objekt und Greiferbacke bestimmt und" berücksichtigen die Form des Teiles_o Die Grundform der Backen sind zwei sich gegenüberliegende Prismen bzw* ein Prisma-und eine ebene Anlagefläche ο Der maximale und minimale Teiledurchmesser wird durch den Neigungswinkel der beiden Berührungsflächen der einen Backe im Zusammenhang mit der Länge der gleichen Flächen begrenzt« Weiterhin sind diese Greiferbacken nicht geeignet zum Halten prismatischer Teile_o , The contact points between the object and the gripper jaw are determined and "take into account the shape of the part _o The basic shape of the jaws are two opposing prisms or * a prism and a flat contact surface ο The maximum and minimum part diameter is determined by the Tilt angle of the two contact surfaces of a jaw in connection with the length of the same surfaces limited «Furthermore, these gripper jaws are not suitable for holding prismatic parts _o

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Anwendungsbereich der konventionellen, teilweise formschlüssigen Greifer zu .erweitern und das Halten prismatischer Teile zu ermöglichen Die Anzahl der Austauschbacken soll verringert und damit Ar beitszeit und Material eingespart werden»The aim of the invention is to. Extend the scope of the conventional, partially positive gripper and to allow the holding of prismatic parts The number of replacement jaws should be reduced and thus Ar beitszeit and material saved »

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Flexibilität der Greifer für rotationssymmetrische Teile durch eine vorbestimmbare Gestaltung der Backen zu-erhöhen und·die Anpreßt krafte im Greifbereich durch die Backenform zu variieren₉ wobei mit zunehmendem Teiledurchmesser der Materialaufwand gegenüber den konventionellen Greiferbacken abnehmen sollvThe invention has set itself the task of increasing the flexibility of the gripper for rotationally symmetrical parts by a predeterminable design of the jaws and · the Anpreßt forces in the gripping area by the jaw shape to vary ₉ with increasing part diameter of the material costs over the conventional gripper jaws sollv should decrease

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die Greifflächen der Greiferbacken vom Zentrum zur Peripherie kurv.enförmig ausgebildet sind, die Neigung der Wirkungslinie der Anpreßkomponente der Greifkraft und damit die Neigungswinkel & (min),β (max) die Form der Berührungsfläche verändert und damit · die Größe der Greif kraft variabel ist«· Der kritische Durchmesser des Objektes ist eine Funktion der Krümmung der Berührungsfläche der Backe, so daß der minimale Durchmesser dabei nicht mehr von dem maximalen Durchmesser abhängig ist < > Der maximale Durchmesser der GreifObjekte kann bei der gekrümmten Berührungsfläche.gegen unendlich gehen. In Abhängigkeit davon, in welchem Durchmesserbereich die höchsten Massen zu handhaben sind, kann die Anpreßkraft variiert und die Größe der Greiferbacke materialökonomisch beeinflußt werden, da auch mit kleinen Greiferbacken Objekte mit großen Durchmessern sicher gehalten werden können«,· Prismatische Teile, deren Flächen mit den Berührungsflächen der Backen eine Symmetrieebene besitzen, die durch die Schnittlinien der Berührungsflächen der Backenhälften bestimmt werden, können ebenfalls sicher gegriffen werden«»According to the invention the object is achieved in that the gripping surfaces of the gripper jaws are curved from the center to the periphery, the inclination of the line of action of the pressing component of the gripping force and thus the inclination angle & (min), β (max) changes the shape of the contact surface and thus the size of the gripping force is variable "· The critical diameter of the object is a function of the curvature of the contact surface of the jaw, so that the minimum diameter no longer depends on the maximum diameter <> The maximum diameter of the gripping objects can be at the curved contact surface Go to infinity. Depending on the diameter range in which the highest masses are to be handled, the contact force can be varied and the size of the gripper jaw material-economically influenced, since even with small gripper jaws objects with large diameters can be securely held, Prismatic parts whose surfaces with the Contact surfaces of the jaws have a plane of symmetry, which are determined by the intersection lines of the contact surfaces of the jaw halves, can also be safely gripped «»

Ausführungsbeispiel Ausführungsbei game

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles und mehrerer Figuren in Gegenüberstellung mit herkömmlichen, konventionellen Greiferbacken näher erläutert werden» Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and several figures in comparison with conventional, conventional gripper jaws »

Figo¹ 1 konventionelle Greiferbacken Fig₀ 2 bis 4 Ausführungen erfindungsgemäßer Greiferbacken Figo 5 Greiferbacke mit ebenen Berührungsflächen Fig. 6 Greiferbacken mit ebenen und gekrümmten Be-Figo ¹ 1 conventional gripper jaws Fig ₀ 2 to 4 versions of gripper jaws according to the invention Fig. 5 gripper jaw with flat contact surfaces Fig. 6 gripper jaws with flat and curved gripping jaws

. rührungsflachen in Gegenüberstellung₀ , touch surfaces in comparison ₀

In der Fig_o 1 in den Nr_o 1 -3 sind konventionelle Greiferbacken 2 zum Greifen von rotationssymmetrischen Teilen 1, wie sie in der Praxis verwendet werden, dargestellt j In den Fig_o 2 bis 4 sind die erfindungsgemäßen Greiferbacken mit den variablen, gekrümmten Greiferbackenberührungsflächen für rotationssymmetrische und prismatische Teile 1 dargestelltIn Fig _o 1 in the No _o 1 -3 are conventional gripper jaws 2 for gripping rotationally symmetrical parts 1, as used in practice, shown j In the _{o o} to 4 are the gripper jaws according to the invention with the variable, curved gripper jaw contact surfaces shown for rotationally symmetric and prismatic parts 1

Die Neigung der Wirkungslinie und-damit die Neigungswinkel^ für den kleinsten Objektdurchmesser. und der Neigungswinkel^ für den größten Ob jektdurchmesser werden, wie aus Figo 3 erkennbar ist, durch die gekrümmte Form der BerührungsflächeThe slope of the line of action and thus the angle of inclination ^ for the smallest object diameter. and the inclination angle für for the largest object diameter as shown in Fig. 3 can be seen by the curved shape of the contact surface

)3 verändert j so daß es möglich ist, die Greifkraft und damit •Greifbacke im Verhältnis zum Objekt zu bestimmen» Die Variabilität der erfindungsgemäß-m gekrümmten Greiferbacke ist aus den Figo 5 und 6 erkennbar» Wird z«, Bi gefordert, Greif-Objekte im Durchmesserbereich Dp 34 mm 0 bis D. 200 mm 0 zu greifen, dann sind bei den herkömmlichen Greifern mit ebenen Greifflächen der Neigungswinkel für Dg von 120° auf 137 zu verändern und für IL die Schenkel zu verlängern, da bei 120° Greifbacken 2, Fig₀ ^; 5$ der kritische Durchmesser IU mit 56 mm vorliegt »> Dg könnte mit ebenen Greif flächen ) 3 so that it is possible to determine the gripping force and thus • gripping jaw in relation to the object »The variability of the present invention -m curved gripper jaw is seen from Figs. 5 and 6 recognizable» If z «, Bi required gripping objects in the diameter range Dp 34 mm 0 to D. 200 mm 0 to grasp, then the inclination angle for Dg to change from 120 ° to 137 in the conventional grippers with flat gripping surfaces and extend the legs for IL, since at 120 ° gripping jaws 2, Fig. ₀ ^; 5 $ is the critical diameter IU of 56 mm. »> Dg could be flat gripping surfaces

nur gehalten 'werden, wenn die Schenkel auf 137° Öffnungsverhältnis gespreizt werden*· Dagegen können bei den erfindungsgemäßen Greiferbacken 2 mit gekrümmten Greifflächen 3 Objekte mit kleinsten Durchmessern Dm₁, D₁- und· größten Durchmessern ohne Veränderung der Greiferbacken 2 gehalten werden«On the other hand, in the gripper jaws 2 according to the invention with curved gripping surfaces 3, objects with the smallest diameters Dm ₁ , D ₁ and largest diameters can be held without changing the gripper jaws 2.

2.0 Auch eine große Palette prismatischer Teile 1 kann mit diesen Greifern, Figo 4, gefaßt werden,," 2.0 Also a wide range of prismatic parts 1 can be grasped with these grippers, Fig. 4, "

Claims (1)

' *» 6 — '* » 6 - Erfindung3anspruohErfindung3anspruoh Austauschbare Greiferbacken mit prismatischer Form für Beschickuhgsroboter zum Greifen und Halten rot at ionssymmetr löscher, und prismatischer Teile, gekennzeichnet dadurch^ daß die Greifflächen (3) der Greiferbacken (2) vom Zentrum zur Peripherie kurvenförmig entsprechend der Größe der Greifkraft variabel ausgebildet sind.Replaceable gripper jaws with prismatic shape for Beschickuhgsroboter for gripping and holding red ionic symmetry extinguisher, and prismatic parts, characterized ^ characterized in that the gripping surfaces (3) of the gripper jaws (2) from the center to the periphery are curved according to the size of the gripping force variable. Hierzu. .3......Seif8n ZeichnungenFor this. .3 ...... soap drawings