WO1991013724A1 - Pincers for jointing or reshaping parts - Google Patents

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WO1991013724A1
WO1991013724A1 PCT/EP1991/000338 EP9100338W WO9113724A1 WO 1991013724 A1 WO1991013724 A1 WO 1991013724A1 EP 9100338 W EP9100338 W EP 9100338W WO 9113724 A1 WO9113724 A1 WO 9113724A1
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forceps
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PCT/EP1991/000338
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Johannes Wössner
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • B25B7/12—Pliers; Other hand-held gripping tools with jaws on pivoted limbs; Details applicable generally to pivoted-limb hand tools involving special transmission means between the handles and the jaws, e.g. toggle levers, gears
    • B25B7/126—Pliers; Other hand-held gripping tools with jaws on pivoted limbs; Details applicable generally to pivoted-limb hand tools involving special transmission means between the handles and the jaws, e.g. toggle levers, gears with fluid drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J15/0491—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof comprising end-effector racks

Definitions

  • the invention relates to a forceps for joining or reshaping parts with two arms that can be moved relative to one another by means of a drive, at the free ends of which an active member is arranged for the joining or reshaping.
  • a pair of motorized pliers is known in which the arms carrying the active members are articulated on a pull nut which can be moved along a guide link by means of a drive spindle.
  • the active organs are adjusted by swiveling the arms against each other so that the active line of the active organs depends on the arm position, i.e. of the angle enclosed between the arms is variable, so that accurate working of the pliers is not possible in every arm position.
  • the present invention has for its object to improve a forceps of the type mentioned so that even with large bending of the arms, an accurate, accurate working of the forceps is still guaranteed.
  • the flow of force between the ends of the force arms, the ends of the freely movable arms carrying the active elements and the active elements which can be moved relative to one another can run particularly advantageously in one active plane or one active line.
  • the freely movable arms are practically free of forces and moments, so that their adjustment movement can serve to control the drive of the power arms.
  • the arms which are freely movable relative to one another, can be guided in a particularly advantageous manner by means of a parallel guide.
  • the relative movement of the active elements can thus be determined simply and precisely and used directly for controlling the force arms.
  • the drive can advantageously be controllable via a limit switch or proximity switch, the termination of the working process in particular being precisely controllable.
  • the drive can also be controllable via a position measuring system, if necessary with individual adaptation to special circumstances.
  • the arms which can be freely moved against one another, with the active members, which may be held interchangeably at their ends, can be designed as an easily replaceable structural unit.
  • the base body (drive unit) of the forceps with the two force arms, which is dimensioned with respect to the forces to be transmitted, can thus be used for a wide variety of purposes. It is then only necessary to design the units which are substantially cheaper to manufacture and are adapted to the respective requirements. The most diverse Joining and shaping work can thus be carried out in a particularly variable and easily adaptable manner to different conditions with little investment.
  • the assembly can be designed to be insertable between the force arms in a particularly easy-to-assemble manner.
  • a mechanical coupling can also optionally be provided, for example by means of special clamping jaws.
  • the structural unit can be kept easily exchangeable as well as aligned via the coupling joints between the force arms.
  • the base body of the forceps itself can be designed as an assembly with at least one standardized connection for an industrial robot.
  • two independent connections for a vertical and a horizontal industrial robot connection can be provided particularly advantageously.
  • Such structural units can be inserted between holding arms of an interchangeable magazine and can be held there precisely.
  • the desired unit can preferably be electronically controlled from the Removable magazine can be removed and reset for another exchange.
  • holding projections extending transversely thereto can be provided on the freely movable arms and receptacles adapted to the holding arms of the interchangeable magazine, between which the assembly having the mutually movable arms can be interchangeably deposited under the control of the robot arm.
  • a secure mounting of the unit in the interchangeable magazine can be ensured in that the freely movable arms of the unit are pressed apart by a spring, so as to provide a non-positive but easily releasable fixation of the unit between the force arms of the base body of the forceps or the holding arms of the interchangeable magazine can be done.
  • the structural unit can be held precisely in position by two special clamping jaws that can be moved relative to one another independently of the force arms between the force arms.
  • FIG. 1 shows a side view of a forceps
  • Figure 2 is a front view of the forceps shown in Figure 1, and
  • FIGS. 1 and 2 show the storage of a structural unit in one to 7 change magazine in 5 steps.
  • the base body of a forceps has two force arms 1, 1 'which can be moved relative to one another via a drive (not shown) and which are dimensioned with respect to the forces to be transmitted.
  • the force arms 1, 1 ' are held in a carrier housing 2 so as to be movable relative to one another.
  • two further arms 3, 3' are also displaceably guided against one another on a parallel guide, in the exemplary embodiment in the form of two mutually parallel guide rods 4, 4 '.
  • the operating points 6,6 'of the active members 5,5' are in an action line 7, which runs parallel to the guide rods 4, 4 'symmetrically between them.
  • the coupling joints 8, 8 ' are simply rollers arranged in grooves. Via these coupling joints 8,8 ', force is transmitted from the force arms 1,1' in the line of action 7 in alignment to the working points 6,6 ', so that the other arms 3,3' are practically free of forces and moments.
  • a limit switch 10 is expediently provided on one of the guide rods 4, 4', via which the drive for the force arms 1, 1 'can be stopped or the drive direction can be reversed when an adjustable minimum distance of the arms 3, 3' is reached .
  • end stops 13, 13 'between the arms 3,3' be provided.
  • the drive can also be controlled individually instead of the limit switch 10 via a position measuring system.
  • the arms 3, 3 'with the guide rods 4, 4' guiding them are designed as an easily replaceable structural unit 11 and can be inserted between the force arms 1, 1 '(coupling joints 8, 8' and 12, 12 '), the entire structural unit then 11 is held easily replaceable by the bias of the springs 9.9 'and the coupling joints 8.8' between the force arms 1.1 ', if necessary via further coupling joints 12.12'.
  • the active organs 5,5 ' can be exchanged.
  • a support housing 2 are provided for fastening the forceps, for example on an industrial robot, two connections 14, 14 'in order to enable horizontal or vertical mounting on the industrial robot. All the necessary supply lines and connections are routed via the connections 14 and 14 ', so that the necessary connections are automatically released or closed when changing the forceps.
  • FIGS. 3 to 7 show a slightly differently designed forceps, when the structural unit 11 is bent in 5 steps in a change magazine 15.
  • this change magazine has 15 holding arms 16, 16 '.
  • These holding arms 16, 16 ' are always arranged in pairs for the respective receptacle of a structural unit 11, wherein in particular the active members 5, 5' of the various structural units 11 are designed differently to suit the various purposes.

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Abstract

Pincers for jointing or reshaping parts have two arms (3, 3') which can be moved antagonistically by a drive. Each arm has an operative element (5, 5') for the jointing or reshaping on its free end. To ensure dimensionally exact operations even when the arms are widely spread, the pincers have a total of four arms (1, 1', 3, 3') which can be moved antagonistically in pairs. The two arms (3, 3') carrying the operative elements (5, 5') can move freely, possibly only against the force of a spring, and the other two arms, which may also be able to move antagonistically, are lever arms (1, 1') of the effort which can be moved antagonistically through the drive. The ends of these lever arms (1, 1') act on the operative elements (5, 5') fastened to the ends of the free arms (3, 3') so that the lever arms (1, 1'), the free arms (3, 3') and the operative elements (5, 5') can all together be moved antagonistically.

Description

Beschreibung description
Titel: Kraftzange zum Fügen oder Umformen von TeilenTitle: Forceps for joining or forming parts
Die Erfindung betrifft eine Kraftzange zum Fügen oder Umformen von Teilen mit zwei über einen Antrieb gegeneinander bewegbaren Armen, an deren freien Enden jeweils ein Wirkorgan für das Fügen oder Umformen angeordnet ist.The invention relates to a forceps for joining or reshaping parts with two arms that can be moved relative to one another by means of a drive, at the free ends of which an active member is arranged for the joining or reshaping.
Für die Ausführung bestimmter Füge- oder Umformverfahren wie Durchsetzfügen, Nieten, Einpressen, Bördeln, Falzen, Prägen, Punktschweißen oder dgl. ist ein Kraftzange mit einem in sich geschlossenen Kraftfluß erforderlich. Je nach den auftretenden Kräften und der Länge der Arme der Kraftzange erfolgt eine gewisse Aufbiegung, die aber insbesondere bei Arbeiten mit hohen Qualitätsanforderungen gering sein muß und bspw. unter 0,1 mm liegen muß. Je größer die Füge- oder Umformkraft, aber auch die Rachentiefe der Kraftzange, desto stabiler und schwerer muß diese gebaut sein, um die erforderliche geringe Aufbiegung einzuhalten. Schwere Kraftzangen sind aber insbesondere beim Einsatz für Montageroboter besonders nachteilig und erschweren die Handhabung erheblich.For the execution of certain joining or forming processes such as clinching, riveting, pressing, flanging, folding, embossing, spot welding or the like. A forceps with a self-contained force flow is required. Depending on the forces that occur and the length of the arms of the forceps, there is a certain amount of bending, but this must be low, in particular when working with high quality requirements, and must be less than 0.1 mm, for example. The greater the joining or forming force, but also the depth of the throat of the forceps, the more stable and heavy it has to be in order to maintain the required slight bending. Heavy forceps are, however Particularly disadvantageous when used for assembly robots and make handling considerably more difficult.
Aus dem DE-GM 86 24 959.2 ist eine Motorzange bekannt, bei welcher die die Wirkorgane tragenden Arme an einer entlang einer Führungskulisse mittels einer Antriebsspindel bewegbaren Zugmutter angelenkt gehalten sind. Eine Zustellung der Wirkorgane erfolgt durch gegeneinander Verschwenken der Arme, so daß die Wirklinie der Wirkorgane abhängig der Armstellung, d.h. des zwischen den Armen eingeschlossenen Winkels, variabel ist, so daß ein maßgenaues Arbeiten der Zange in jeder Armstellung nicht möglich ist.From DE-GM 86 24 959.2 a pair of motorized pliers is known in which the arms carrying the active members are articulated on a pull nut which can be moved along a guide link by means of a drive spindle. The active organs are adjusted by swiveling the arms against each other so that the active line of the active organs depends on the arm position, i.e. of the angle enclosed between the arms is variable, so that accurate working of the pliers is not possible in every arm position.
Ferner sind aus einem Prospekt der Fa. DE-STA-CO Druckschrift Pk 11-3 Pneumatik-Kraftelemente mit einer Zustellstange bekannt, an der endseitig ein Wirkorgan befestigbar ist. Bei orthogonaler Anordnung vierer solcher Kraftelemente kann eine Kraftzange in Art eines Spannfutters gebildet werden, die jedoch insbesondere aufgrund ihrer ausladenden Anordnung nicht für Montageroboter geeignet sind.Furthermore, from a brochure from DE-STA-CO publication Pk 11-3 pneumatic force elements with an infeed rod are known to which an active member can be attached at the end. In the case of an orthogonal arrangement of four such force elements, a forceps can be formed in the manner of a chuck, which, however, is particularly unsuitable for assembly robots due to its protruding arrangement.
In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftzange der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auch bei großer auftretender Ausbiegung der Arme trotzdem ein exaktes, maßgenaues Arbeiten der Kraftzange gewährleistet ist.In avoiding the disadvantages described, the present invention has for its object to improve a forceps of the type mentioned so that even with large bending of the arms, an accurate, accurate working of the forceps is still guaranteed.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der vorliegenden Erfindung die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.To achieve this object, the features specified in the characterizing part of claim 1 are provided in the present invention.
Dadurch sind die die Wirkorgane tragenden Arme praktisch biegemo entenfrei. Die eigentliche Kraftübertragung erfolgt über die Kraftarme, deren Aufbiegung dann ohne Einfluß auf die Arbeitsqualität bleibt.As a result, the arms carrying the active organs are practically free of ducks. The actual power transmission takes place via the power arms, the bending of which then has no influence on the Quality of work remains.
Besonders vorteilhaft kann der Kraftfluß zwischen den Enden der Kraftarme, den Enden der die Wirkorgane tragenden frei bewegbaren Arme und den gegeneinander bewegbaren Wirkorganen in einer Wirkebene oder einer Wirklinie verlaufen. Dadurch werden die frei bewegbaren Arme praktisch kräfte- und momentenfrei, so daß deren Verstellbewegung zur Steuerung des Antriebs der Kraftarme dienen kann.The flow of force between the ends of the force arms, the ends of the freely movable arms carrying the active elements and the active elements which can be moved relative to one another can run particularly advantageously in one active plane or one active line. As a result, the freely movable arms are practically free of forces and moments, so that their adjustment movement can serve to control the drive of the power arms.
Besonders vorteilhaft können die frei gegeneinander bewegbaren Arme über eine Parallelführung gegeneinander verschiebbar geführt sein. Die Relativbewegung der Wirkorgane kann so einfach und exakt ermittelt und für die Steuerung der Kraftarme direkt verwendet werden.The arms, which are freely movable relative to one another, can be guided in a particularly advantageous manner by means of a parallel guide. The relative movement of the active elements can thus be determined simply and precisely and used directly for controlling the force arms.
Vorteilhafterweise kann der Antrieb über einen Endschalter oder Näherungsschalter steuerbar sein, wobei insbesondere die Beendigung des Arbeitsvorgangs exakt steuerbar ist.The drive can advantageously be controllable via a limit switch or proximity switch, the termination of the working process in particular being precisely controllable.
Der Antrieb kann aber auch über ein Wegmeßsystem gegebenenfalls unter individueller Anpassung an besondere Gegebenheiten steuerbar sein.The drive can also be controllable via a position measuring system, if necessary with individual adaptation to special circumstances.
Zur Erledigung unterschiedlicher Montage- oder Formarbeiten können in besonders vorteilhafter Weise die frei gegeneinander bewegbaren Arme mit den an ihren Enden ggf. austauschbar gehaltenen Wirkorgane als leicht austauschbare Baueinheit ausgebildet sein. Der bezüglich der zu übertragenden Kräfte dimensionierte Grundkörper (Antriebseinheit) der Kraftzange mit den beiden Kraftarmen kann so für die unterschiedlichsten Zwecke eingesetzt werden. Es müssen dann nur die wesentlich billiger herzustellenden Baueinheiten an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt ausgebildet werden. Die vielfältigsten Füge- und Formarbeiten können so mit geringem Investitionsaufwand besonders variabel und leicht anpaßbar an unterschiedliche Bedingungen durchgeführt werden.In order to carry out different assembly or molding work, the arms, which can be freely moved against one another, with the active members, which may be held interchangeably at their ends, can be designed as an easily replaceable structural unit. The base body (drive unit) of the forceps with the two force arms, which is dimensioned with respect to the forces to be transmitted, can thus be used for a wide variety of purposes. It is then only necessary to design the units which are substantially cheaper to manufacture and are adapted to the respective requirements. The most diverse Joining and shaping work can thus be carried out in a particularly variable and easily adaptable manner to different conditions with little investment.
Besonders montagefreundlich kann die Baueinheit zwischen die Kraftarme einschiebbar ausgebildet sein.The assembly can be designed to be insertable between the force arms in a particularly easy-to-assemble manner.
Es kann aber auch eine mechanische Kopplung gegebenenfalls zusätzlich vorgesehen sein, bspw. durch besondere Spannbacken.However, a mechanical coupling can also optionally be provided, for example by means of special clamping jaws.
Eine momentenfreie Kraftübertragung zwischen den Enden der über den Antrieb gegeneinander bewegbaren Kraftarme und den Wirkorganen selbst, oder den die Wirkorgane tragenden Enden der frei gegeneinander bewegbaren Arme in der Wirkebene bzw. Wirklinie liegende Koppelpunktgelenke, vorzugsweise in Form von Walzen oder Kugeln vorgesehen sein.A torque-free transmission of force between the ends of the force arms that can be moved against one another via the drive and the active members themselves, or the coupling point joints that support the active members of the freely movable arms in the active plane or line of action, preferably in the form of rollers or balls.
Besonders gewichtssparend kann die Baueinheit über die Koppelgelenke zwischen den Kraftarmen sowohl leicht auswechselbar als auch ausgerichtet gehalten sein.In a particularly weight-saving manner, the structural unit can be kept easily exchangeable as well as aligned via the coupling joints between the force arms.
Besonders vorteilhaft kann der Grundkörper der Kraftzange selbst als Baugruppe ausgebildet mit mindestens einem genormten Anschluß für einen Industrieroboter versehen sein. Zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten können besonders vorteilhaft zwei unabhängige Anschlüsse für einen senkrechten und einen horizontalen Industrieroboteranschluß vorgesehen sein.Particularly advantageously, the base body of the forceps itself can be designed as an assembly with at least one standardized connection for an industrial robot. To expand the possible uses, two independent connections for a vertical and a horizontal industrial robot connection can be provided particularly advantageously.
Zum einfachen robotergesteuerten Austausch der die Wirkorgane- und Arme tragenden Baueinheit können solche Baueinheiten zwischen Haltearmen eines Wechselmagazins einschiebbar und dort lagegenau gehalten sein. Die jeweils gewünschte Baueinheit kann so vorzugsweise elektronisch gesteuert aus dem Wechselmagazin entnommen und für einen weiteren Austausch zurückgesetzt werden.For simple robot-controlled exchange of the structural unit carrying the active organs and arms, such structural units can be inserted between holding arms of an interchangeable magazine and can be held there precisely. The desired unit can preferably be electronically controlled from the Removable magazine can be removed and reset for another exchange.
In besonders einfacher Weise können dazu an den frei gegeneinander bewegbaren Armen quer dazu verlaufende Haltevorsprünge vorgesehen sein und an den Haltearmen des Wechselmagazins angepaßte Aufnahmen, zwischen denen die die gegeneinander bewegbaren Arme aufweisende Baueinheit austauschbar vom Roboterarm gesteuert deponierbar ist.In a particularly simple manner, holding projections extending transversely thereto can be provided on the freely movable arms and receptacles adapted to the holding arms of the interchangeable magazine, between which the assembly having the mutually movable arms can be interchangeably deposited under the control of the robot arm.
Eine sichere Halterung der Baueinheit im Wechselmagazin kann dadurch gewährleistet werden, daß die frei gegeneinander bewegbaren Arme der Baueinheit durch eine Feder auseinander gedrückt werden, um so eine kraftschlüssige aber leicht lösbare Fixierung der Baueinheit zwischen den Kraftarmen des Grundkörpers der Kraftzange bzw. den Haltearmen des Wechselmagazins erfolgen kann.A secure mounting of the unit in the interchangeable magazine can be ensured in that the freely movable arms of the unit are pressed apart by a spring, so as to provide a non-positive but easily releasable fixation of the unit between the force arms of the base body of the forceps or the holding arms of the interchangeable magazine can be done.
Zusätzlich kann die Baueinheit durch zwei besondere unabhängig von den Kraftarmen gegeneinander bewegbare Spannbacken zwischen den Kraftarmen während des Arbeitsbetriebs lagegenau gehalten sein.In addition, the structural unit can be held precisely in position by two special clamping jaws that can be moved relative to one another independently of the force arms between the force arms.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnung in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:Further designs according to the invention can be found in the subclaims and their advantages are explained in more detail with reference to the accompanying drawing in the description below. It shows:
Figur 1 eine Seitenansicht einer Kraftzange,FIG. 1 shows a side view of a forceps,
Figur 2 eine Vorderansicht der in Figur 1 dargestellten Kraftzange, undFigure 2 is a front view of the forceps shown in Figure 1, and
Figuren 3 die Ablage einer Baueinheit in einem bis 7 Wechselmagazin in 5 Schritten. Beim in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper einer Kraftzange zwei über einen nicht dargestellten Antrieb gegeneinander bewegbare Kraftarme 1,1' auf, die bezüglich der zu übertragenden Kräfte dimensioniert sind. Die Kraftarme 1,1' sind in einem Trägergehäuse 2 gegeneinander bewegbar gehalten. Zwischen den beiden Kraftarmen 1,1' sind zwei weitere Arme 3,3' ebenfalls gegeneinander verschiebbar auf einer Parallelführung, im Ausführungsbeispiel in Form von zwei zueinander parallelen Führungstangen 4,4', verschiebbar geführt. Die Enden der Arme 3,3' tragen Wirkorgane 5,5' zum Fügen oder zum Umformen, wie Nieten, Einpressen, Bördeln, Falzen, Prägen, Punktschweißen oder dgl.. Die Arbeitspunkte 6,6' der Wirkorgane 5,5' liegen in einer Wirklinie 7, die parallel zu den Führungsstangen 4,4' symmetrisch zwischen diesen verläuft.3 shows the storage of a structural unit in one to 7 change magazine in 5 steps. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the base body of a forceps has two force arms 1, 1 'which can be moved relative to one another via a drive (not shown) and which are dimensioned with respect to the forces to be transmitted. The force arms 1, 1 'are held in a carrier housing 2 so as to be movable relative to one another. Between the two force arms 1, 1 ', two further arms 3, 3' are also displaceably guided against one another on a parallel guide, in the exemplary embodiment in the form of two mutually parallel guide rods 4, 4 '. The ends of the arms 3, 3 'carry active members 5.5' for joining or shaping, such as riveting, pressing, flanging, folding, embossing, spot welding or the like. The operating points 6,6 'of the active members 5,5' are in an action line 7, which runs parallel to the guide rods 4, 4 'symmetrically between them.
Die Enden der Kraftarme 1,1' sind über Koppelgelenke 8,8' mit den freien Enden der weiteren Arme 3,3' gekoppelt. Im Ausführungsbeispiel sind die Koppelgelenke 8,8' einfach in Nuten angeordnete Walzen. Über diese Koppelgelenke 8,8' erfolgt eine Kraftübertragung von den Kraftarmen 1,1' in der Wirklinie 7 fluchtend zu den Arbeitspunkten 6,6', so daß die weiteren Arme 3,3' praktisch kräfte- und momentenfrei sind. Die weiteren Arme 3,3' sind über Federn 9,9' auseinandergedrückt, so daß die Koppegelenke 8,8' ohne weitere besondere Befestigungsmittel stets kraftschlüssig zusammengehalten sind.The ends of the force arms 1, 1 'are coupled to the free ends of the further arms 3, 3' via coupling joints 8, 8 '. In the exemplary embodiment, the coupling joints 8, 8 'are simply rollers arranged in grooves. Via these coupling joints 8,8 ', force is transmitted from the force arms 1,1' in the line of action 7 in alignment to the working points 6,6 ', so that the other arms 3,3' are practically free of forces and moments. The other arms 3, 3 'are pressed apart by means of springs 9, 9', so that the coupling joints 8, 8 'are always held together non-positively without any further special fastening means.
Zwischen den Armen 3,3' ist zweckmäßigerweise auf einer der Führungsstangen 4,4' ein Endschalter 10 vorgesehen, über den bei Erreichen eines einstellbaren Minimalabstands der Arme 3,3' der Antrieb für die Kraftarme 1,1' stillsetzbar oder die Antriebsrichtung umkehrbar ist. Zusätzlich können zum Schutz der Wirkorgane Endanschläge 13,13' zwischen den Armen 3,3' vorgesehen sein. Die Steuerung des Antriebs kann aber auch anstelle des Endschalters 10 individuell anpaßbar über ein Wegmeßsystem erfolgen.Between the arms 3, 3 ', a limit switch 10 is expediently provided on one of the guide rods 4, 4', via which the drive for the force arms 1, 1 'can be stopped or the drive direction can be reversed when an adjustable minimum distance of the arms 3, 3' is reached . In addition, to protect the active organs, end stops 13, 13 'between the arms 3,3' be provided. The drive can also be controlled individually instead of the limit switch 10 via a position measuring system.
Die Arme 3,3' mit den sie führenden Führungsstangen 4,4' sind, als leicht austauschbare Baueinheit 11 ausgebildet, zwischen die Kraftarme 1,1' einschiebbar (Koppelgelenke 8, 8' und 12, 12'), wobei dann die gesamte Baueinheit 11 durch die Vorspannung der Federn 9,9' und die Koppelgelenke 8,8' zwischen den Kraftarmen 1,1' leicht auswechselbar gehalten ist, gegebenenfalls über weitere Koppelgelenke 12,12'. Zur Anpassung an unterschiedliche Aufgaben können auch nur die Wirkorgane 5,5' ausgetauscht werden.The arms 3, 3 'with the guide rods 4, 4' guiding them are designed as an easily replaceable structural unit 11 and can be inserted between the force arms 1, 1 '(coupling joints 8, 8' and 12, 12 '), the entire structural unit then 11 is held easily replaceable by the bias of the springs 9.9 'and the coupling joints 8.8' between the force arms 1.1 ', if necessary via further coupling joints 12.12'. To adapt to different tasks, only the active organs 5,5 'can be exchanged.
A Trägergehäuse 2 sind zur Befestigung der Kraftzange, bspw. an einem Industrieroboter, zwei Anschlüsse 14,14' vorgesehen, um so wahlweise eine horizontale oder vertikale Montage am Industrieroboter zu ermöglichen. Über die Anschlüsse 14 bzw. 14' werden die gesamten erforderlichen Versorgungsleitungen und Anschlüsse geführt, so daß bei einem Kraftzangenwechsel automatisch auch die erforderlichen Anschlüsse gelöst bzw. geschlossen werden.A support housing 2 are provided for fastening the forceps, for example on an industrial robot, two connections 14, 14 'in order to enable horizontal or vertical mounting on the industrial robot. All the necessary supply lines and connections are routed via the connections 14 and 14 ', so that the necessary connections are automatically released or closed when changing the forceps.
In den Figuren 3 bis 7 ist eine geringfügig anders ausgebildete Kraftzange dargestellt, bei einem in 5 Schritten dargestellten Abbiegen der Bauueinheit 11 in einem Wechselmagazin 15. Hierzu weist dieses Wechselmagazin 15 Haltearme 16, 16' auf. Diese Haltearme 16, 16' sind immer paarweise angeordnet für die jeweilige Aufnahme einer Baueinheit 11, wobei insbesondere die Wirkorgane 5, 5' der verschiedenen Baueinheiten 11 unterschiedlich den verschiedenen Anwendungszwecken angepaßt ausgebildet sind.FIGS. 3 to 7 show a slightly differently designed forceps, when the structural unit 11 is bent in 5 steps in a change magazine 15. For this purpose, this change magazine has 15 holding arms 16, 16 '. These holding arms 16, 16 'are always arranged in pairs for the respective receptacle of a structural unit 11, wherein in particular the active members 5, 5' of the various structural units 11 are designed differently to suit the various purposes.
Im Bereich der Enden der Haltearme 16, 16' sind Aufnahmen 17, 17' für Haltevorsprünge 18, 18' der Baueinheit 11 vorgesehen. Die Haltevorsprünge 18, 18' sind im Bereich der Enden der frei gegeneinander bewegbaren Arme 3, 3' der Baueinheit 11, quer zu den Armen 3, 3' verlaufend angeordnet.In the area of the ends of the holding arms 16, 16 'there are receptacles 17, 17 'provided for holding projections 18, 18' of the assembly 11. The holding projections 18, 18 'are arranged in the region of the ends of the freely movable arms 3, 3' of the structural unit 11, extending transversely to the arms 3, 3 '.
Zum Ablegen der Baueinheit 11 der Kraftzange im Wechselmagazin 15 wird die Kraftzange wie in Figur 4 dargestellt, zum Wechselmagazin 15 bewegt, wobei die Kraftarme 1, 1' und damit auch die frei bewegbaren Arme 3, 3' so weit geschlossen werden, daß, wie in Figur 5 dargestellt, die Haltevorsprünge 18, 18' bspw. in Form von Querstiften, in die Aufnahmen 17, 17' eingeführt und durch wieder Auseinanderbewegen der Arme 1, 1' , 3, 3' dort durch die Kraftwirkung der Federn 9, 9' einsitzen. Danach werden wie in Figur 6 dargestellt, falls vorgesehen, besondere Spannbacken 19, 19' auseinanderbewegt, um so die über Haltevorsprünge 20, 20' formschlüssig gehaltene Baueinheit 11 freizugeben. Danach kann, wie in Figur 7 dargestellt, die von der Baueinheit 11 befreite Kraftzange abgezogen und in umgekehrter Reihenfolge kann anschließend eine andere Baueinheit 11 aus dem Wechselmagazin 15 in die Kraftzange eingesetzt werden. Damit wird ein voll automatisch EDV steuerbarer Werkzeugwechsel in einfacher Weise ermöglicht.To deposit the assembly 11 of the forceps in the exchangeable magazine 15, the forceps as shown in Figure 4 is moved to the exchangeable magazine 15, the force arms 1, 1 'and thus also the freely movable arms 3, 3' being closed to such an extent that, as 5, the holding projections 18, 18 ', for example in the form of transverse pins, are introduced into the receptacles 17, 17' and there again by moving the arms 1, 1 ', 3, 3' apart by the force of the springs 9, 9 'sit down. Thereafter, as shown in FIG. 6, if provided, special clamping jaws 19, 19 'are moved apart, so as to release the structural unit 11 which is held in a form-fitting manner via holding projections 20, 20'. Thereafter, as shown in FIG. 7, the forceps freed from the assembly 11 can be removed, and another assembly 11 can then be inserted from the change magazine 15 into the forceps in reverse order. This enables a fully automatic EDP-controllable tool change in a simple manner.
In analoger Weise können so auch vollständig unterschiedlich gestaltete Kraftzangen am Roboterarm ausgetauscht werden, wenn nur die genormten Anschlüsse 14, 14' an den Kraftzangen vorgesehen sind. In a similar way, completely differently designed forceps on the robot arm can be exchanged if only the standardized connections 14, 14 'are provided on the forceps.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Kraftzange zum Fügen oder Umformen von Teilen mit zwei über einen Antrieb gegeneinander bewegbaren Armen (3,3'), an deren freien Enden jeweils ein Wirkorgan (5,5') für das Fügen oder Umformen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Arme (1,1',3,3') vorgesehen sind, die paarweise gegeneinander bewegbar sind, daß die zwei die Wirkorgane (5,5') tragenden Arme (3,3') frei, ggf. nur gegen Federwirkung gegeneinander bewegbar sind, daß die zwei anderen, ebenfalls gegeneinander bewegbaren Arme als Kraftarme (1,1') über den Antrieb gegeneinander bewegbar sind, und daß die Enden dieser Kraftarme (1,1') auf die an den Enden der freien Arme (3,3') befestigten Wirkorganen (5,5') wirken, so daß die Kraftarme (1,1') die freien Arme (3,3') und die Wirkorgane (5,5') gemeinsam gegeneinander bewegbar sind.1. Forceps for joining or reshaping parts with two arms (3, 3 ') which can be moved relative to one another via a drive, at the free ends of which an active member (5, 5') is arranged for joining or reshaping, characterized in that overall four arms (1,1 ', 3,3') are provided, which can be moved in pairs relative to one another, so that the two arms (3,3 ') carrying the active members (5,5') can be moved freely, possibly only against spring action are that the two other arms, which can also be moved relative to one another, can be moved relative to one another via the drive as force arms (1, 1 '), and that the ends of these force arms (1, 1') rest on the ends of the free arms (3, 3 ') attached active members (5,5') act so that the force arms (1,1 '), the free arms (3,3') and the active members (5,5 ') can be moved together.
2. Kraftzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftfluß zwischen den Enden der Kraftarme (1,1'), den Enden der die Wirkorgane (5,5') tragenden, frei bewegbaren Arme (-3,3') und den gegeneinander bewegbaren Wirkorganen (5,5') in einer Wirkebene oder einer Wirklinie (7) verläuft.2. Forceps according to claim 1, characterized in that the flow of force between the ends of the force arms (1,1 '), the ends of the arms (5,5') carrying freely movable arms (-3,3 ') and the active organs (5, 5 ') movable against each other in an active plane or an active line (7).
3. Kraftzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Kraftarme (1,1') über die Lage der frei gegeneinander bewegbaren Arme (3,3') steuerbar ist.3. Forceps according to claim 1 or 2, characterized in that the drive of the force arms (1,1 ') on the position of the freely movable arms (3,3') is controllable.
4. Kraftzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die frei gegeneinander bewegbaren Arme (3,3') über eine Parallelführung, vorzugsweise über mindestens eine Führungsstange (4,4') gegeneinander verschiebbar geführt sind. 4. Forceps according to one of claims 1 to 3, characterized in that the freely movable arms (3,3 ') via a parallel guide, preferably via at least one guide rod (4,4') are slidably guided against each other.
5. Kraftzange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb über einen Endschalter (10) oder Näherungsschalter und/oder ein Wegmeßsystem steuerbar ist.5. Forceps according to claim 3, characterized in that the drive is controllable via a limit switch (10) or proximity switch and / or a position measuring system.
6. Kraftzange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die frei gegeneinander bewegbaren Arme (3,3') mit den an ihren Enden ggf. austauschbar gehaltenen Wirkorganen (5,5') als leicht austauschbare Baueinheit (11) ausgebildet sind.6. Forceps according to one of claims 1 to 5, characterized in that the freely movable arms (3,3 ') with the optionally interchangeably held at their ends organs (5,5') designed as an easily replaceable unit (11) are.
7. Kraftzange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (11) zwischen die Kraftarme (1,1') einschiebbar ausgebildet ist.7. Forceps according to claim 6, characterized in that the structural unit (11) between the force arms (1,1 ') is designed to be insertable.
8. Kraftzange nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur momentenfreien Kraftübertragung zwischen den Enden der über den Antrieb gegeneinander bewegbaren Kraftarme (1,1') und den Wirkorganen (5,5') selbst, oder den die Wirkorgane (5,5') tragenden Enden der frei gegeneinander bewegbaren Arme (3,3') in der Wirkebene bzw. Wirklinie (7) liegende Koppelgelenke (8,8') vorzugsweise in Form von Walzen oder Kugeln vorgesehen sind.8. Forceps according to one of claims 1 to 7, characterized in that for torque-free power transmission between the ends of the force arms movable against each other via the drive (1,1 ') and the active members (5,5') itself, or the active members ( 5,5 ') carrying ends of the freely movable arms (3,3') in the working plane or working line (7) coupling joints (8,8 ') are preferably provided in the form of rollers or balls.
9. Kraftzange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (11) über die Koppelgelenke (8,8') zwischen den Kraftarmen (1,1') sowohl leicht auswechselbar als auch ausgerichtet gehalten ist.9. Forceps according to claim 8, characterized in that the structural unit (11) via the coupling joints (8,8 ') between the force arms (1,1') is both easily replaceable and aligned.
10. Kraftzange nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie selbst als Baugruppe ausgebildet mit genormten Anschlüssen (14,14') für einen Industrieroboter versehen ist. 10. Forceps according to one of claims 1 to 9, characterized in that it itself is designed as an assembly with standardized connections (14, 14 ') for an industrial robot.
11. Kraftzange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängige Anschlüsse (14,14') für einen senkrechten sowie einen horizontalen Anschluß vorgesehen sind.11. Forceps according to claim 10, characterized in that two independent connections (14, 14 ') are provided for a vertical and a horizontal connection.
12. Kraftzange nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endschalter (10) frei auf einer der Parallelführungen zwischen den Armen (3,3') vorgesehen ist.12. Forceps according to claim 4 and 5, characterized in that the limit switch (10) is freely provided on one of the parallel guides between the arms (3,3 ').
13. Kraftzange nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den frei gegeneinander bewegbaren Armen (3,3') Endanschläge (13,13') und/oder ein Wegmeßsystem vorgesehen sind.13. Forceps according to one of claims 1 to 12, characterized in that between the freely movable arms (3,3 ') end stops (13,13') and / or a measuring system are provided.
14. Kraftzange nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (11) zwischen Haltearmen (16, 16') eines Wechselmagazins (15) einschiebbar und dort lagegenau gehalten ist.14. Forceps according to one of claims 1 to 13, characterized in that the structural unit (11) between the holding arms (16, 16 ') of an interchangeable magazine (15) can be inserted and held precisely there.
15. Kraftzange nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den frei gegeneinander bewegbaren Armen (3,3') quer dazu verlaufende Haltevorsprünge (18,18') vorgesehen sind und daß an den Haltearmen (16,16') des Wechselmagazins (15) angepaßte Aufnahmen (17,17') vorgesehen sind, zwischen denen die die bewegbaren Arme (3,3') aufweisende Baueinheit (11) austauschbar gehalten ist.15. Forceps according to claim 14, characterized in that on the freely mutually movable arms (3,3 ') transverse to it holding projections (18,18') are provided and that on the holding arms (16,16 ') of the magazine (15th ) adapted receptacles (17, 17 ') are provided, between which the assembly (11) having the movable arms (3, 3') is held interchangeably.
16. Kraftzange nach einem der Ansprüche 7, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die frei gegeneinander bewegbaren Arme (3,3') der Baueinheit (11) durch mindestens eine Feder (9,9') auseinandergedrückt werden und so eine kraftschlüssige aber leicht lösbare Fixierung der Baueinheit (11) zwischen den Kraftarmen (1, 1') der Kraftzange bzw. den Haltearmen (16,16') des Wechselmagazins (15) erfolgt.16. Forceps according to one of claims 7, 14 or 15, characterized in that the freely movable arms (3, 3 ') of the structural unit (11) are pressed apart by at least one spring (9, 9') and thus a non-positive but easily detachable fixation of the structural unit (11) between the force arms (1, 1 ') of the forceps or the holding arms (16, 16') of the change magazine (15).
ERSATZBLATT REPLACEMENT LEAF
17. Kraftzange nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (11) durch zwei besondere, unabhängig von den Kraftarmen (1,1') gegeneinander bewegbare Spannbacken (19,19'), zwischen den Kraftarmen (1,1') lagegenau gehalten ist.17. Forceps according to one of claims 1 to 16, characterized in that the structural unit (11) by two special, independently of the force arms (1,1 ') mutually movable jaws (19,19'), between the force arms (1, 1 ') is held in the correct position.
ERSATZBLATT REPLACEMENT LEAF
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