Druckluftbetätigte GreifeinrichtungCompressed air operated gripping device
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine druckluftbetätigte Greifeinrichtung.The invention relates to a compressed air-operated gripping device.
Solche Greifeinrichtungen sind an sich bekannt.Such gripping devices are known per se.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine solche Greifeinrichtung für die Durchführung eines speziellen Bewegungsablaufes auszubilden und zwar bei einem konstruktiv einfachen und funktionell sicheren Aufbau.The invention is concerned with the problem of designing such a gripping device for carrying out a specific sequence of movements, namely in a structurally simple and functionally safe construction.
Eine solche Greifeinrichtung soll insbesondere geeignet sein, Presswerkstücke in Presswerkzeugen einfach und sicher manipulieren zu können. Unter Manipulieren wird hier speziell das Einlegen eines Presswerkstückes in ein Presswerkzeug sowie ein anschließendes Herausnehmen aus dem Presswerkzeug, in das es zur Bearbeitung eingelegt worden ist, auszubilden. Bei solchen Manipuliervorgängen ist es äußerst wichtig, dass beispielsweise ein in mehreren Presswerkzeugen in Folge zu verformendes Presswerkstück lagegenau von einem Presswerkzeug zu dem folgenden transportiert werden kann. Dieses Transportieren betrifft dabei ein Herausnehmen eines Presswerkstückes aus einem Presswerkzeug mit anschließendem Einlegen in ein nachfolgendes Presswerkzeug zur Weiterverformung.Such a gripping device should be particularly suitable to be able to manipulate press workpieces in pressing tools easily and safely. Under manipulation is here specifically the insertion of a press workpiece in a pressing tool and a subsequent removal from the pressing tool, in which it has been inserted for processing to form. In such manipulation operations, it is extremely important that, for example, a press workpiece to be deformed in succession in a plurality of pressing tools can be transported in a positionally accurate manner from one pressing tool to the next. This transport relates to a removal of a press workpiece from a pressing tool with subsequent insertion into a subsequent pressing tool for further deformation.
Bisher eingesetzte Greifwerkzeuge mussten das Werkstück zum Herausnehmen aus einer Presswerkzeugform in irgendeiner Form untergreifen können, um das Werkstück transportieren zu können. Für ein solches Untergreifen sind in der Regel in den Presswerkzeugen spezielle Werkstück-Anhebevorrichtungen notwendig, mit denen das Werkstück in eine Position gebracht werden kann, in der die bisher üblichen Greifwerkzeuge das Werkstück für einen Transport erfassen können. Hierbei kann es leicht zu, den Produktionsprozess, d.h. insbesondere die Produktionsgenauigkeit beeinträchtigenden Lageveränderungen kommen.Previously used gripping tools had to be able to reach under the workpiece for removal from a press mold in any form in order to transport the workpiece can. For such a gripping special workpiece lifting devices are usually necessary in the pressing tools, with which the workpiece can be brought into a position in which the previously common gripping tools can grasp the workpiece for transport. In doing so, it may be easy to change the production process, i. In particular, the production accuracy impairing changes in position come.
Eine Lösung des erfindungsgemäßen Problems zeigt eine druckluftbetätigte Greifeinrichtung mit sämtlichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 auf.
Die Erfindung beruht dabei auf dem allgemeinen Gedanken, eine druckluftbetätigte Greifeinrichtung einzusetzen, mit der es möglich ist, ein Werkstück ohne ein Untergreifen in einer für einen Transport geeigneten Form aufnehmen und wieder ablegen zu können.A solution of the problem according to the invention shows a compressed air-operated gripping device with all the features of claim 1. The invention is based on the general idea to use a compressed air-operated gripping device, with which it is possible to record a workpiece without undercutting in a suitable shape for a transport and to put down again.
Bei Greifern, deren Greifmittel als Saugnäpfe oder Magnete ausgebildet sind, sind diese Greifmittel auf eine Oberfläche des zu ergreifenden Werkstückes senkrecht aufzusetzen. Ein solches senkrechtes Aufsetzen erfordert einen ausreichenden Manipulationsraum oberhalb der jeweiligen Werkstückflächen, an denen das Ergreifen erfolgen soll. Diese Platzverhältnisse sind häufig nicht vorhanden. Dies gilt beispielsweise bei einer Manipulation von Werkstücken in Presswerkzeugen, bei denen zwischen Ober- und Unterstempel im geöffneten Zustand des Presswerkzeuges nur ein relativ geringer Abstand besteht. Hier ist es erforderlich, ein Greifwerkzeug zunächst einmal in den Zwischenraum zwischen Ober- und Unterstempel einzuführen und erst danach die senkrecht auf die zu ergreifende Oberfläche führende Bewegungsbahn zu erzeugen.In grippers whose gripping means are designed as suction cups or magnets, these gripping means are perpendicular to a surface of the workpiece to be gripped. Such a vertical placement requires a sufficient manipulation space above the respective workpiece surfaces on which the gripping is to take place. These spaces are often missing. This applies, for example, in a manipulation of workpieces in pressing tools, in which there is only a relatively small distance between the upper and lower punches in the open state of the pressing tool. Here, it is necessary to first introduce a gripping tool in the space between upper and lower punch and only then to produce the perpendicular to the surface to be gripped path of movement.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten, druckluftbetätigten Greifeinrichtung erfolgt das Einfahren des Greifkopfes mit den Greifmitteln in den Spalt zwischen einem Ober- und Unterstempel eines Presswerkzeuges durch einen Greifarm, an dessen vorderem Ende der Greifkopf schwenkbar angeordnet ist. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Druckluft als einzige von außen zuzuführende Antriebsenergie benötigt wird. Hierdurch ist ein für den Serienbetrieb sicher funktionierender einfacher und robuster Aufbau der Greifeinrichtung möglich.In the inventively designed, compressed air-operated gripping device, the retraction of the gripping head with the gripping means takes place in the gap between an upper and lower punch of a pressing tool by a gripping arm, at the front end of the gripping head is pivotally mounted. A particular advantage of the invention is that compressed air is needed as the only supplied from the outside drive energy. As a result, a simple and robust construction of the gripping device that works reliably for series operation is possible.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous and expedient embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, bei dem die Merkmale der einzelnen Unteransprüche verwirklicht sind, ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend, insbesondere mit Bezug auf die Merkmale der einzelnen Unteransprüche noch näher erläutert.A particularly advantageous embodiment, in which the features of the individual subclaims are realized, is shown in the drawing and will be explained in more detail below, in particular with reference to the features of the individual subclaims.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf ein in dem Unterstempel eines
Presswerkzeuges liegendes Presswerkstück mit an diesem angreifenden, mehreren druckluftbetätigten Greifeinrichtungen,Fig. 1 is a perspective view of a in the lower punch of a Pressing tool lying press workpiece with this attacking, several compressed air operated gripping devices,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer der mehreren Greif einrichtungen ausFig. 2 is a perspective view of one of the several gripping devices
Fig. 1 , bei der sich der Greifkopf einschließlich Greifmittel in einer Rückstellposition befinden,1, in which the gripping head including gripping means are in a reset position,
Fig. 3 eine Greifeinrichtung nach Fig. 2 mit ausgefahrenem Greifkopf und inFig. 3 is a gripping device according to Fig. 2 with extended gripping head and in
Greifposition geschwenkten Greifmitteln, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Greifeinrichtung nach Fig. 2 mit einer Lage des Greifarmes in der Rückstellposition, Fig. 5 die Greifeinrichtung in der Darstellungsweise nach Fig. 4, jedoch mit dem4 shows a longitudinal section through the gripping device according to FIG. 2 with a position of the gripping arm in the return position, FIG. 5 shows the gripping device in the manner of illustration according to FIG. 4, but with the gripping position
Greifarm in Ausfahrposition,Gripper arm in extended position,
Fig. 6 die Greifeinrichtung in einem Zustand der Fig. 3 in einem Längsschnitt,6 shows the gripping device in a state of Fig. 3 in a longitudinal section,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Greifeinrichtung in einem Betriebszustand nach Fig. 3 mit einer gegenüber den bisherigen Schnittdarstellungen anderen Schnittführung,7 shows a longitudinal section through the gripping device in an operating state according to FIG. 3 with a different sectional view from the previous sectional views, FIG.
Fig. 8 einen Detail-Ausschnitt aus einem nochmals anders geführten Längsschnitt durch die Greifeinrichtung,FIG. 8 shows a detailed section from a again differently guided longitudinal section through the gripping device, FIG.
Fig. 9 einen Schnitt durch einen Bereich des Greifkopfes mit einer9 shows a section through a region of the gripping head with a
Kugelgelenkanbindung der Greifmittel in einer Ausführung mit einem verlagerbaren Permanentmagneten in einer für ein Greifen inaktivenBall joint connection of the gripping means in an embodiment with a displaceable permanent magnet in an inactive for gripping
Position dieses Permanentmagneten, Fig. 10 den Greifkopf in einer Darstellung nach Fig. 9, jedoch mit einer greifaktiven10 shows the gripping head in a representation according to FIG. 9, but with a gripping-active. FIG
Position des Greifer-Permanentmagneten,Position of the gripper permanent magnet,
Fig. 1 1 eine weitere Ausführungsform einer Greifeinrichtung in einem Längsschnitt mit einer Lage des Greifarms und des Greifkopfes in einerFig. 1 1 shows a further embodiment of a gripping device in a longitudinal section with a position of the gripper arm and the gripping head in one
Rückstellposition,Return position,
Fig. 12 die Greifeinrichtung gemäß Fig. 1 1 mit dem Greifarm in einerFig. 12, the gripping device of FIG. 1 1 with the gripper arm in one
Ausfahrposition und dem Greifkopf in einer Rücksteiiposition, ebenfalls im Längsschnitt, Fig. 13 die Greifeinrichtung gemäß Fig. 1 1 mit dem Greifarm in einerExtended position and the gripping head in a Rücksteiiposition, also in longitudinal section, Fig. 13, the gripping device of FIG. 1 1 with the gripper arm in one
• Ausfahrposition und mit in Greifposition gefahrenen Greifkopf, ebenfalls im Längsschnitt,
Fig. 1 zeigt ein Anwendungsgebiet für erfindungsgemäße, druckluftbetätigte Greifeinrichtungen. Hierauf wird nachstehend zunächst eingegangen.• extended position and with gripping head moved into gripping position, also in longitudinal section, Fig. 1 shows a field of application for compressed air operated gripping devices according to the invention. This will be discussed first below.
In dem Unterstempel 1 eines Presswerkzeuges, dessen mit relativ geringem Abstand oberhalb des Unterstempels liegender Oberstempel nicht gezeichnet ist, liegt ein Presswerkstück 2. Dieses in dem betreffenden Presswerkzeug bereits geformte Presswerkstück 2 soll in ein nachfolgendes Presswerkzeug lagegenau für einen nachfolgenden Verformungsvorgang transportiert werden.In the lower punch 1 of a pressing tool, which is located at a relatively small distance above the lower punch upper punch is not drawn, is a press workpiece 2. This already formed in the press tool in question pressing workpiece 2 is to be transported in a subsequent pressing tool exactly in position for a subsequent deformation process.
Die hierfür nach dem gezeichneten Beispiel eingesetzte Transporteinrichtung umfasst Transferbalken 3, an denen jeweils einzelne druckluftbetätigte Greifeinrichtungen 4 anwendungsgerecht ausgerichtet befestigt sind. In dem dargestellten Beispiel sind an zwei gegenüberliegenden Transferbalken 3 jeweils zwei Greifeinrichtungen 4 vorgesehen.The transport device used for this according to the example shown comprises transfer bars 3, to each of which individual compressed-air-actuated gripping devices 4 are fastened in an application-oriented manner. In the illustrated example, two gripping devices 4 are provided on two opposite transfer bars 3.
Jede der Greifeinrichtungen 4 umfasst ein Greifergehäuse 5, einen darin gelagerten Greifarm 6 sowie einen an diesen Greifarm 6 schwenkbar angelenkten Greifkopf 7 mit an dem Presswerkstück 2 ansetzbaren Greifmitteln 8.Each of the gripping devices 4 comprises a gripper housing 5, a gripping arm 6 mounted therein and a gripping head 7, which can be attached pivotably to this gripping arm 6, with gripping means 8 which can be attached to the pressing workpiece 2.
Wie nachstehend noch näher dargelegt werden wird, bestehen die Greifmittel 8 aus entweder Saugnäpfen 32 oder Permanentmagneten 30. Die Permanentmagnete 30 sind zwischen einer greifaktiven und greifinaktiven Position druckluftbetätigt verlagerbar.As will be explained in more detail below, the gripping means 8 consist of either suction cups 32 or permanent magnets 30. The permanent magnets 30 are displaceable between a gripping-active and gripping-inactive position by means of compressed air.
Bei greifaktivem Zustand der Greifmittel 8 - wie in Fig. 1 dargestellt - erfolgt der Transport des Werkstückes 2 von dem gezeigten Presswerkzeug in ein nachfolgendes, nicht gezeichnetes Presswerkzeug durch eine Verlagerung der Transferbalken 3 nach einerseits oben und andererseits seitlich zu dem nachfolgenden Presswerkzeug. Permanentmagneten 30 (in Fig. 1 nicht, jedoch in Fig. 9, 10 dargestellt) als Greifmittel 8 können selbstverständlich nur dann eingesetzt werden, wenn Werkstücke 2 manipuliert werden sollen, die mit Magnetkraft greifbar sind. Anderenfalls sind Saugnäpfe 32 als Greifmittel 8 einzusetzen. Ein Einsatz von Permanentmagneten 30 als Greifmittel 8 eignet sich insbesondere dann besonders gut, wenn an einem Werkstück 2 keine für einen Einsatz von Saugnäpfen 32 als Greifmittel 8 erforderliche plane Greifflächen vorhanden sind.
Eine einzelne Greifeinrichtung 4 zeigen jeweils in einer perspektivischen Ansicht die Fig. 2 und 3. Dabei befindet sich die Greifeinrichtung 4 nach der Darstellung in Fig. 2 in einem Zustand, in dem der Greifkopf 7 und die Greifmittel 8 jeweils ihre Rückstellposition einnehmen. Bei der Darstellung in Fig. 3 befinden sich dagegen der Greifkopf 7 einschließlich der Greifmittel 8 in ihrem jeweiligen Greifzustand.In gripping-active state of the gripping means 8 - as shown in Fig. 1 - takes place the transport of the workpiece 2 from the pressing tool shown in a subsequent, not shown pressing tool by a displacement of the transfer bars 3 on the one hand above and on the other side to the subsequent pressing tool. Of course, permanent magnets 30 (not shown in FIG. 1, but shown in FIGS. 9, 10) as gripping means 8 can only be used if workpieces 2 which can be gripped by magnetic force are to be manipulated. Otherwise, suction cups 32 are to be used as gripping means 8. The use of permanent magnets 30 as gripping means 8 is particularly well suited, in particular, when no planar gripping surfaces required for use of suction cups 32 as gripping means 8 are present on a workpiece 2. A single gripping device 4 each show a perspective view of Figs. 2 and 3. Here, the gripping device 4 as shown in Fig. 2 is in a state in which the gripping head 7 and the gripping means 8 each occupy their reset position. In the illustration in Fig. 3, however, the gripping head 7 including the gripping means 8 are in their respective gripping state.
Die Greifeinrichtung 4 besteht aus verschiedenen Abschnitten auf die, zunächst einmal lediglich, soweit sie in Fig. 3 sichtbar sind, eingegangen wird.The gripping device 4 consists of various sections on which, initially only, as far as they are visible in Fig. 3, received.
In dem Greifergehäuse 5 ist iängsverschiebbar gelagert der Greifkopf 7, wobei die Greifmittel 8 über ein Kugelgelenk 9 innerhalb des Greifkopfes 7 verdrehbar gelagert sind.In the gripper housing 5 is jängsverschiebbar mounted the gripping head 7, wherein the gripping means 8 are mounted rotatably via a ball joint 9 within the gripping head 7.
Das Kugelgelenk 9 verbindet die Greifmittel 8 mit einem schwenkbar an dem Greifarm 6 gelagerten Grundkörper 10 des Greifkopfes 7.The ball joint 9 connects the gripping means 8 with a base body 10 of the gripping head 7 mounted pivotably on the gripping arm 6.
Der Greifarm 6 umfasst insgesamt insbesondere eine Hohlwelle 11 , die in dem Greifergehäuse 5 verschiebbar gelagert ist. Zusätzlich dienen zwei weitere Wellen, nämlich eine erste Zusatzwelle 12 und eine zweite Zusatzwelle für eine sichere Lagerung des Greifarmes 6 innerhalb des Greifergehäuses 5. Innerhalb der Hohlwelle 11 des Greifarmes 6 lagert relativ verschiebbar zu der Hohlwelle 11 ein Aktuator 14. Der Aktuator 14 dient als Antriebsmittel für ein Schwenken des Greifkopfes 7.The gripper arm 6 comprises in total, in particular, a hollow shaft 11, which is mounted displaceably in the gripper housing 5. In addition, two further waves, namely a first auxiliary shaft 12 and a second auxiliary shaft for secure mounting of the gripping arm 6 within the gripper housing 5. Within the hollow shaft 11 of the gripping arm 6 relatively slidably supports to the hollow shaft 11, an actuator 14. The actuator 14 serves as Drive means for pivoting the gripping head 7.
Nach außerhalb des Greifergehäuses 5 führende Druckluftkanäle, auf deren Funktion nachstehend noch näher eingegangen wird, sind in Fig. 3 bezeichnet mit erster Druckluftkanal 15, zweiter Druckluftkanal 16 und dritter Druckluftkanal 17.To outside of the gripper housing 5 leading compressed air channels, whose function will be discussed in more detail below, are designated in Fig. 3 with first compressed air channel 15, second compressed air channel 16 and third compressed air channel 17th
Einen Längsschnitt durch die Greifeinrichtung in dem in Fig. 2 gezeichneten Zustand zeigt die Fig. 4, bei der der Längsschnitt durch die Hohlwelle 11 gemäß der Darstellung in Fig. 3 verläuft. Die Schnittführung ist derart, dass die erste und zweite Zusatzwelle 12, 13 in diesem Schnitt nicht zu sehen sind.A longitudinal section through the gripping device in the drawn in Fig. 2 state, Fig. 4, in which the longitudinal section through the hollow shaft 11 as shown in FIG. 3 runs. The cutting guide is such that the first and second auxiliary shaft 12, 13 are not visible in this section.
Mit dem Aktuator 14 fest verbunden ist ein Antriebs-Hubkolben 18. Dieser Hubkolben 18 kann in einem Hohlzylinder 19 des Greifergehäuses 5 über eine begrenzte Länge oszillieren. Diese Weglänge entspricht dem Linearweg des Greifarmes 6, den dieser
maximal ausführen kann. Als Antriebsmittel dient Druckluft, mit der dieser Hubkolben 18 innerhalb des Hohlzylinders 19 beidseitig wechselweise beaufschlagbar ist. Die wechselseitige Beaufschlagung erfolgt über um einzeln in der Zeichnung nicht insgesamt vollständig dargestellte Druckluftkanäle mit Verbindungen zu dem ersten bzw. zweiten Druckluftkanal 15, 16. Mit dem Hubkolben 18 in Wirkverbindung steht ein erstes Verbindungselement 20. Die Wirkverbindung wird erzeugt durch Druckfedern 21 , die zwischen dem Hubkolben 18 und dem ersten Verbindungselement 20 derart eingespannt sind, dass sie versuchen, eine Abstandsvergrößerung zwischen den Hubkolben 18 und dem ersten Verbindungselement 20 zu erzeugen. Die Druckfedern 21 drücken das erste Verbindungselement 20 gegen ein axiales Widerlager an der Hohlwelle 11 des Greifarmes 6.Firmly connected to the actuator 14 is a drive reciprocating piston 18. This reciprocating piston 18 can oscillate in a hollow cylinder 19 of the gripper housing 5 over a limited length. This path length corresponds to the linear path of the gripping arm 6, this maximum can perform. As a drive means is compressed air, with which this reciprocating piston 18 within the hollow cylinder 19 on both sides can be acted upon alternately. The mutual application is made by individually in the drawing not completely illustrated compressed air channels with connections to the first and second compressed air channel 15, 16. The reciprocating piston 18 is operatively connected to a first connecting element 20. The operative connection is generated by compression springs 21, the between the reciprocating piston 18 and the first connecting element 20 are clamped such that they try to produce an increase in distance between the reciprocating piston 18 and the first connecting element 20. The compression springs 21 press the first connecting element 20 against an axial abutment on the hollow shaft 11 of the gripping arm 6.
Die Druckfedern 21 umgreifen jeweils mit den ersten Verbindungselementen 20 fest verbundene Führungsbolzen 22, die in dem Hubkolben 18 längsverschiebbar gelagert sind.The compression springs 21 respectively engage with the first connecting elements 20 firmly connected guide pins 22 which are mounted longitudinally displaceably in the reciprocating piston 18.
Ein zweites Verbindungselement 23 ist an dem Aktuator 14 vorgesehen. Mit einer nachstehend noch näher erläuterten Verbindungstechnik lassen sich das erste Verbindungselement 20 und das zweite Verbindungselement 23, temporär kraftschlüssig miteinander verbinden. Eine solche kraftschlüssige Verbindung zwischen erstem und zweiten Verbindungselement 20 bzw. 23 ist zwangsweise gegeben bei einer Lage des Kolbens 18 in dessen Rückstellposition, wie diese in Fig. 4 gezeichnet ist.A second connection element 23 is provided on the actuator 14. With a connection technology explained in more detail below, the first connection element 20 and the second connection element 23 can be temporarily connected to one another with a force fit. Such a frictional connection between the first and second connecting element 20 and 23 is forcibly given in a position of the piston 18 in its return position, as drawn in Fig. 4.
Eine druckluftbetätigte Verschiebung des Greifarmes 6 aus dessen Rückstellposition in Fig. 4 in dessen voll ausgefahrene Greifposition gemäß der Darstellung in Fig. 5 lässt sich wie folgt erreichen.A pneumatically actuated displacement of the gripping arm 6 from its return position in Fig. 4 in its fully extended gripping position as shown in Fig. 5 can be achieved as follows.
Über den ersten Druckluftkanal 15 wird die diesem Kanal zugewandte Stirnseite des Hubkolbens 18 innerhalb des Hohlzylinders 19 mit Druckluft beaufschlagt. Durch die hierdurch erzeugte Kraft bewegt sich der Hubkolben 18 in die Position gemäß der Darstellung in Fig. 5, bei der der Greifarm 6 seine maximale Ausfahrlage erreicht hat. Über den gesamten hierzu erforderlichen Verschiebeweg innerhalb des Hohlzylinders 19 sind das erste und das zweite Verbindungselement 20; 23
kraftschlüssig miteinander verbunden. Dabei liegt das erste Verbindungselement 20 unter dem Druck der Druckfedern 21 an dem zugeordneten Widerlager der Hohlwelle 11 an. Der Hubkolben 18 betreibt damit auf seinem Verschiebeweg gleichzeitig den Aktuator 14 sowie die Hohlwelle 11 gleichermaßen an, so dass keine Relativverschiebung zwischen dem Aktuator 14 und der Hohlwelle 11 eintreten kann. Durch eine fehlende Relativbewegung des Aktuators 14 gegenüber der Hohlwelle 11 übt der Aktuator 14 während des vorstehend beschriebenen Hubweges des Hubkolbens 18 keine Schwenkantriebskraft für den Greifkopf 7 aus.Via the first compressed air channel 15, the end face of the lifting piston 18 facing this channel is subjected to compressed air within the hollow cylinder 19. By the force thus generated, the reciprocating piston 18 moves to the position shown in FIG. 5, in which the gripping arm 6 has reached its maximum Ausfahrlage. Over the entire required for this displacement within the hollow cylinder 19, the first and the second connecting element 20; 23 positively connected with each other. In this case, the first connection element 20 is under the pressure of the compression springs 21 against the associated abutment of the hollow shaft 11. The reciprocating piston 18 thus operates on its displacement both the actuator 14 and the hollow shaft 11 at the same time, so that no relative displacement between the actuator 14 and the hollow shaft 11 can occur. Due to a lack of relative movement of the actuator 14 relative to the hollow shaft 11, the actuator 14 does not exert any pivoting drive force for the gripping head 7 during the stroke of the lifting piston 18 described above.
Sobald der Hubkolben 18 die in Fig. 5 dargestellte Position erreicht hat, löst sich durch die bereits vorstehend erwähnte und nachstehend noch näher zu erläuternde Verbindungstechnik die zwischen dem ersten Verbindungselement 20 und dem zweiten Verbindungselement 21 bestehende kraftschlüssige Verbindung, wodurch danach durch den Hubkolben 18 lediglich noch der Aktuator 14 relativ zu dem Greifarm 6 verschoben wird. Durch diese Relativverschiebung des Aktuators 14 gegenüber dem Greifarm 6 wird die Schwenkenergie für ein Verschwenken des Greifkopfes 7 erzeugt.As soon as the reciprocating piston 18 has reached the position shown in FIG. 5, the force-locking connection existing between the first connecting element 20 and the second connecting element 21 is released by the connecting technology already mentioned above and to be explained in more detail below nor the actuator 14 is moved relative to the gripping arm 6. By this relative displacement of the actuator 14 relative to the gripping arm 6, the pivoting energy for pivoting the gripping head 7 is generated.
Das erste und zweite Verbindungselement 20; 23 sind über folgende Verbindungstechnik miteinander lösbar verbindbar.The first and second connecting elements 20; 23 are detachably connectable to each other via the following connection technology.
Zur Erläuterung dieser Erfindungstechnik wird Bezug genommen auf die Fig. 7. Die dortige Schnittdarstellung lässt zwei parallel zur gemeinsamen Achse der Hohlwelle 11 sowie des Aktuators 14 verlaufende, fest mit dem Greifergehäuse 5 verbundene Führungsstäbe 24 erkennen. Zwischen dem ersten und zweiten Verbindungselement 20; 23 sind verlagerbare Kugeln 25 vorgesehen. Befindet sich der Hubkolben 18 in einem Verschiebebereich zwischen seiner Rückstellposition und dem Ende des linearen Verstellweges des Greifarms 6, so sorgt eine Anlage dieser Kugeln 25 an den Führungsstäben 24 für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Verbindungselementen 20 und 23. Befindet sich der Hubkolben 18 dagegen in einer Position, die dem vollständig ausgefahrenen Greifarm 6 entspricht, so sind die Kugeln 25 einem Bereich der Führungsstäbe 24 zugeordnet, der eine Aufhebung des Kraftschlusses zwischen den beiden Verbindungselementen 20 und 23 durch eine entsprechende Verlagerung der Kugeln 25 bewirkt. Diese Verbindungstechnik ist im Pneumatikbereich an sich bekannt, weshalb hierzu an dieser Stelle keine weiteren
Erläuterungen notwendig sind.To explain this invention technique reference is made to the Fig. 7. The local sectional view shows two parallel to the common axis of the hollow shaft 11 and the actuator 14 extending, firmly connected to the gripper housing 5 guide rods 24 recognize. Between the first and second connecting element 20; 23 displaceable balls 25 are provided. The reciprocating piston 18 is in a displacement range between its return position and the end of the linear displacement of the gripping arm 6, so a system of these balls 25 ensures the guide rods 24 for a non-positive connection between the two connecting elements 20 and 23. If the reciprocating piston 18 is against in a position corresponding to the fully extended gripper arm 6, the balls 25 are associated with a portion of the guide rods 24, which causes a lifting of the frictional connection between the two connecting elements 20 and 23 by a corresponding displacement of the balls 25. This connection technique is known per se in the pneumatic field, which is why at this point no further Explanations are necessary.
Die Betätigung der Greifmittel 8 innerhalb des Greifkopfes 7 erfolgt durch Druckluft. Die erforderliche Druckluftversorgung geht von einer Druckluftquelle aus und verläuft über den dritten Druckluftkanal 17 durch den hierfür hohl ausgebildeten Aktuator 14 hindurch. Da sich der Aktuator 14 bei dem Betrieb der Greifeinrichtung 4 gegenüber dem dritten Druckluftkanal 17 verschiebt, ist eine Teleskopverbindung zwischen dem dritten Druckluftkanal 17 und dem Hohlraum des Aktuators 14 über ein Teleskoprohr 26 vorgesehen. Aus dem Inneren des Aktuators 14 gelangt die zum Betrieb der Greifmittel 8 des Greifkopfes 7 erforderliche Druckluft über in die einzelnen Verbindungsgelenke integrierte Druckluftverbindungsleitungen 27.The actuation of the gripping means 8 within the gripping head 7 is effected by compressed air. The required compressed air supply is based on a compressed air source and passes through the third compressed air channel 17 through the hollow actuator 14 formed therethrough. Since the actuator 14 shifts in the operation of the gripping device 4 relative to the third compressed air channel 17, a telescopic connection between the third compressed air channel 17 and the cavity of the actuator 14 via a telescopic tube 26 is provided. From the interior of the actuator 14, the compressed air required for operating the gripping means 8 of the gripping head 7 passes through compressed air connection lines 27 integrated in the individual connecting joints.
Die in den Greifkopf 7 eingeführte Druckluft wird über eine in diesem Greifkopf 7 vorgesehene Venturieinrichtung 28 zur Erzeugung eines Unterdruckes verwendet. Der derart erzeugte Unterdruck ermöglicht das feste Ansetzen eines als Saugnapf 32 ausgebildeten Greifmittels 8 an dem zu greifenden Werkstück.The introduced into the gripping head 7 compressed air is used via a provided in this gripping head 7 venturi 28 for generating a negative pressure. The negative pressure thus generated allows the fixed attachment of a suction cup 32 designed as a gripping means 8 on the workpiece to be gripped.
Für eine Rückstellung des Hubkolbens 18 in dessen Rückstellposition wird der Hubkolben 18 innerhalb des Hohlzylinders 19 durch Druckluftumsteuerung auf seine entgegengesetzte Stirnseite mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch gelangt er druckluftbetätigt in seine Rückstellposition.For a provision of the reciprocating piston 18 in its return position of the reciprocating piston 18 is pressurized within the hollow cylinder 19 by compressed air reversal on its opposite end face with compressed air. As a result, he comes compressed air actuated in its return position.
Aus Sicherheitsgründen ist es erwünscht, dass die Greifeinrichtung bei einem Ausfallen der Druckluftversorgung ihren Rückstellzustand automatisch einnimmt. Zu diesem Zweck sind in der Greifeinrichtung 4 Rückholfedern vorgesehen, die bei einem Druckluftausfall den vorstehend gewünschten Zustand automatisch bewirken. Diese Rückholfedern sind derart eingebaut, dass sie bei einer Lagerung des Hubkolbens 18 aus dessen Rückstellposition in dessen Greifposition zwangsweise gespannt werden, auf ein potentielles Energieniveau, das für eine Rückstellbewegung ausreicht.For safety reasons, it is desirable that the gripping device automatically assumes its reset state in the event of a failure of the compressed air supply. For this purpose, 4 return springs are provided in the gripping device, which automatically cause the above desired state in a compressed air failure. These return springs are installed so that they are forcibly tensioned at a storage of the reciprocating piston 18 from its return position in the gripping position, to a potential energy level sufficient for a return movement.
Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt aus einem Teil-Längsschnitt durch das Greifergehäuse 5 längs der Achse der Zusatzwelle 13, in dem eine solche als Druckfeder 29 ausgebildete Rückholfeder dargestellt ist. Automatisch als Rückholfeder dienen auch die Druckfedern 21 zwischen dem Hubkolben 18 und dem ersten Verbindungselement 20.
Anstelle der als Druckfeder 29 ausgebildeten Rückholfedern kann auch komprimierte Luft als Rückholenergie verwendet werden. Zu diesem Zweck wird ein Rückholluftpolster beim Ausfahren der Betätigungselemente der Greifeinrichtung 4 entsprechend hoch komprimiert.Fig. 8 shows a section of a partial longitudinal section through the gripper housing 5 along the axis of the additional shaft 13, in which such as a compression spring 29 formed return spring is shown. The compression springs 21 between the reciprocating piston 18 and the first connecting element 20 also serve automatically as a return spring. Instead of formed as a compression spring 29 return springs and compressed air can be used as a return energy. For this purpose, a return air cushion is compressed correspondingly high during the extension of the actuating elements of the gripping device 4.
Es versteht sich von selbst, dass sämtliche mit Druckluft zu füllenden Räume nach außen in üblicher, bekannter Weise zu dichten sind.It goes without saying that all spaces to be filled with compressed air are to be sealed to the outside in a conventional manner.
Fig. 9 zeigt eine Ausführung der Greifmittel 8, bei der diese durch einen innerhalb des Greifkopfes 7 verlagerbaren Permanentmagneten 30 realisiert werden. Die Verlagerung dieses Permanentmagneten 30 zwischen einer greifaktiven und einer greifinaktiven Position erfolgt druckluftbetätigt. Hierzu ist der Permanentmagnet 30 in einem durch Druckluft doppelseitig wechselweise beaufschlagbaren Kolben 31 verschiebbar gelagert.Fig. 9 shows an embodiment of the gripping means 8, in which they are realized by a displaceable within the gripping head 7 permanent magnet 30. The displacement of this permanent magnet 30 between a gripping-active and a gripping-active position is effected by compressed air. For this purpose, the permanent magnet 30 is displaceably mounted in a double-sided pressurized by compressed air piston 31.
Der Permanentmagnet 30 als Greifmittel 8 wirkt wie folgt.The permanent magnet 30 as gripping means 8 acts as follows.
In nach außen ausgefahrener Position wirkt der Permanentmagnet 30 anziehend auf das zu greifende Werkstück, während diese Anziehungskraft bei rückgezogener Position aufgehoben ist. Die Lagerung und Betätigung des den Permanentmagneten 30 tragenden Kolbens ist technisches Allgemeingut auf dem Gebiet der Pneumatik und bedarf daher keiner weiteren Beschreibung.In the outwardly extended position, the permanent magnet 30 acts attractively on the workpiece to be gripped while this attractive force is released in the retracted position. The storage and operation of the permanent magnet 30 bearing piston is common technical knowledge in the field of pneumatics and therefore requires no further description.
Die ausgefahrene Position des Permanentmagneten 30, in der dieser greifaktiv wirkt, ist in Fig. 10 dargestellt.The extended position of the permanent magnet 30 in which it acts in a tangible manner is shown in FIG.
Fig. 11 - 13 zeigen eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Greifeinrichtung 4.FIGS. 11-13 show an alternative embodiment of the gripping device 4 according to the invention.
Im Unterschied zu der Greifeinrichtung der Fig. 1 - 10 weist diese Greifeinrichtung 4 innerhalb des Hohlzylinders 19 des Greifergehäuses 5 zwei Hubkolben 32, 33 auf. Der Hubkolben 32 ist fest mit dem Greifarm 6 verbunden, der Hubkolben 33 ist fest mit dem Aktuator .14 verbunden. Beide Hubkolben 32 und 33 können innerhalb des Greifergehäuses 5 parallel zu der Bewegungsrichtung des Greiferarms 6 oszillieren.
Die maximal mögliche Weglänge des Hubkolbens 32 entspricht dem Linearweg des Greifarms 6, den dieser maximal ausführen kann. Die maximal mögliche Weglänge des Hubkolbens 33 entspricht dieser maximalen Weglänge des Hubkolbens 32, aber verlängert um die zusätzliche Weglänge, die der Aktuator 14 zur Schwenkbewegung des Greifkopfes 7 ausführen kann.In contrast to the gripping device of FIGS. 1-10, this gripping device 4 has two reciprocating pistons 32, 33 within the hollow cylinder 19 of the gripper housing 5. The reciprocating piston 32 is fixedly connected to the gripping arm 6, the reciprocating piston 33 is fixedly connected to the actuator .14. Both reciprocating pistons 32 and 33 can oscillate within the gripper housing 5 parallel to the direction of movement of the gripper arm 6. The maximum possible path length of the reciprocating piston 32 corresponds to the linear travel of the gripper arm 6, which can perform this maximum. The maximum possible path length of the reciprocating piston 33 corresponds to this maximum path length of the reciprocating piston 32, but extended by the additional path length, which can perform the actuator 14 for pivotal movement of the gripping head 7.
Der dem Greiferarm zugeordnete Hubkolben 32 weist zwei parallel zur Bewegung des Greifarms verlaufende Kolbenstangen 34 auf, die senkrecht zu einer Kolbenstirnseite 35 des Hubkolbens 32 verlaufen und mit dieser endständig verbunden sind. Die Kolbenoberseite bzw. Kolbenstirnseite 35 des Hubkolbens 32 ist als Ringfläche ausgebildet.The gripper arm associated with the reciprocating 32 has two parallel to the movement of the gripper arm extending piston rods 34 which are perpendicular to a piston end face 35 of the reciprocating piston 32 and connected to this terminal. The piston top side or piston end side 35 of the reciprocating piston 32 is designed as an annular surface.
Der Hubkolben 33 dagegen weist stirnseitig zwei radial verlaufende Ringflächen 36, 37 unterschiedlichen Durchmessers auf, die radial voneinander beabstandet sind.The reciprocating piston 33, however, has the front side two radially extending annular surfaces 36, 37 of different diameters, which are radially spaced from each other.
Die Innen- und Außendurchmesser der einzelnen Ringflächen 35, 36, 37 der beiden Hubkolben 32, 33 sind derart aufeinander abgestimmt, dass diese insbesondere in der Rückstellposition der Fig. 11 eine gegenüber dem Hohlzylinder abgedichtete, gemeinsame Oberfläche bilden.The inner and outer diameters of the individual annular surfaces 35, 36, 37 of the two reciprocating pistons 32, 33 are matched to one another in such a way that they form a common surface sealed against the hollow cylinder, in particular in the reset position of FIG.
Die Bewegung der beiden Hubkolben 32, 33 wird über Druckluft erzeugt, mit der diese wechselweise beidseitig beaufschlagt werden können. Eine druckluftbetätigte Verschiebung des Greifarmes 6 aus dessen Rückstellposition in Fig. 11 in dessen voll ausgefahrene Position in Fig. 12 wird wie folgt erreicht:The movement of the two reciprocating pistons 32, 33 is generated by compressed air, with which they can be acted upon alternately on both sides. A pneumatically actuated displacement of the gripping arm 6 from its return position in Fig. 11 in its fully extended position in Fig. 12 is achieved as follows:
Über einen ersten Druckluftkanal 38 werden die diesem zugewandten Stirnseiten 35, 36, 37 der Hubkolben 32, 33 mit Druckluft beaufschlagt. Die daraus resultierende Kraft führt zu einer Bewegung der beiden Hubkolben 32, 33 innerhalb des Hohlzylinders 19 nach vorne in Richtung des Greifkopfes 7. Die beiden Hubkolben 32, 33 sind dabei miteinander lösbar verbunden, insbesondere verblockt, indem die Ringfläche 35 des Hubkolbens 32 in Radialrichtung gegenüber der Ringfläche 36 des Hubkolbens 33 vorsteht.Via a first compressed air channel 38, the end faces 35, 36, 37 of the lifting pistons 32, 33 facing the latter are subjected to compressed air. The resulting force leads to a movement of the two reciprocating pistons 32, 33 within the hollow cylinder 19 forward in the direction of the gripping head 7. The two reciprocating pistons 32, 33 are releasably connected to each other, in particular blocked by the annular surface 35 of the piston 32 in the radial direction protrudes relative to the annular surface 36 of the reciprocating piston 33.
Da die Stirnseiten der beiden Hubkolben 32, 33 aneinander anliegen, führt eine
Bewegung des Hubkolbens 32 in Richtung des Greifkopfes 7 automatisch zu einer Mitnahme des Hubkolbens 33. Sobald die Kolbenstangen 34 allerdings an die endständige Wandung 39 des Hohlzylinders 19 anschlagen, stoppt der Hubkolben 32 automatisch, vgl. Fig. 12. Der Greifarm 6 hat seine voll ausgefahrene Position erreicht.Since the end faces of the two reciprocating pistons 32, 33 abut each other, leads a Movement of the reciprocating piston 32 in the direction of the gripping head 7 automatically to a driving of the reciprocating piston 33. As soon as the piston rods 34 but strike the terminal wall 39 of the hollow cylinder 19, the reciprocating piston 32 stops automatically, see. Fig. 12. The gripping arm 6 has reached its fully extended position.
Wie in Fig. 13 dargestellt ist, kann der Hubzylinder 33 durch weiteres Zuführen von Druckluft 37 aus der mit dem Hubzylinder 32 verblockten Stellung relativ zu letzterem weiter in Richtung des G reif köpf es 7 verfahren werden, da der Hubzylinder 33 in dieser Position (noch) nicht an die Wandung 39 anschlägt. Die entsprechende Vorwärtsbewegung des mit dem Hubzylinder 33 fest verbundenen Aktuators 14 führt dann zu der Schwenkbewegung des Greifkopfes 7.As shown in Fig. 13, the lifting cylinder 33 by further supplying compressed air 37 from the interlocked with the lifting cylinder 32 position relative to the latter further in the direction of G ripe head 7, since the lifting cylinder 33 in this position (still ) does not hit the wall 39. The corresponding forward movement of the actuator 14 fixedly connected to the lifting cylinder 33 then leads to the pivoting movement of the gripping head 7.
Die Betätigung des Greifmittels 8 erfolgt über eine Unterdruckleitung 40, die durch den hierfür hohl ausgebildeten Aktuator 14 hindurchläuft. Der Greifkopf 7 wird demnach unmittelbar an eine Unterdruckquelle angeschlossen, sodass ein nicht dargestellter Saugnapf mittels Unterdruck Werkstücke greifen kann.The actuation of the gripping means 8 via a vacuum line 40 which passes through the purpose hollow actuator 14. The gripping head 7 is therefore connected directly to a vacuum source, so that a suction cup, not shown, can grip workpieces by means of negative pressure.
Mittels einer weiteren Druckluftleitung 41 können die Hubkolben 32, 33 aus der in der Fig. 13 dargestellten Position in die Rückstellposition rückgeführt werden, indem die Druckluftleitung 41 die Rückseiten der Kolbenstirnseiten mit Druckluft beaufschlagt. Dabei wird zunächst der Hubkolben 32 durch die Druckluft 41 bis zu derjenigen Position rückgeführt, in der dessen Ringflächen 36, 37 an die Ringfläche 35 des Hubkolbens 32 anschlagen. Durch weiteres Druckbeaufschlagen werden dann beide Hubkolben 32, 33 in die Rückstellposition rückgeführt, da der Hubkolben 32 von dem Hubkolben 33 mitgeführt wird.By means of a further compressed air line 41, the reciprocating pistons 32, 33 can be returned from the position shown in FIG. 13 to the reset position by pressurizing the compressed air line 41 with the back sides of the piston end faces. Initially, the reciprocating piston 32 is returned by the compressed air 41 to that position in which its annular surfaces 36, 37 abut against the annular surface 35 of the reciprocating piston 32. By further pressurization then both reciprocating pistons 32, 33 are returned to the reset position, since the reciprocating piston 32 is carried by the reciprocating piston 33.
Durch wechselseitiges Beaufschlagen der Kolbenstirnseiten mit Druckluft aus der Leitung 37 oder 40 kann somit ein Aus- und Einfahren des Greifarms 6 sowie ein Auf- und Abschwenken des Greifkopfes 7 erzielt werden.By alternately pressurizing the piston end faces with compressed air from the line 37 or 40, it is therefore possible to achieve extension and retraction of the gripping arm 6 and up and down pivoting of the gripping head 7.
Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlich sein.
All features shown in the description and in the following claims may be essential to the invention both individually and in any desired form.