DE202006009792U1

DE202006009792U1 - Gripping device for automatically conveying articles onto pallets comprises gripping elements which are positioned using a drive unit within their working region on a position predetermined by a control unit

Info

Publication number: DE202006009792U1
Application number: DE200620009792
Authority: DE
Original assignee: Irs Ind Roboter Service GmbH; IRS-GMBH INDUSTRIE-ROBOTER-SERVICE
Current assignee: Irs Ind Roboter Service GmbH; IRS-GMBH INDUSTRIE-ROBOTER-SERVICE
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2016-06-23

Abstract

Gripping device comprises gripping elements (2) which are positioned using a servomotor (3) within their working region on a position predetermined by a control unit. Preferred Features: The gripping elements are actuated synchronously. The maximum gripping force of the gripping elements can be adjusted. The servomotor is arranged in a central position outside of the housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine gattungsgemäße Greifvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.The The invention relates to a generic gripping device according to the preamble of claim 1.

Zur automatisierten Beförderung verschiedener Artikel werden Greifvorrichtungen benötigt, mit denen die betreffenden Artikel z.B. umgeschichtet, gestapelt oder zur weiteren Beförderung auf entsprechende Fördervorrichtungen wie z.B. Euro-Paletten abgelegt werden.to automated transport Various articles require gripping devices with which the relevant articles e.g. umgeschichtet, stacked or to further transport on appropriate conveyors such as. Euro pallets are stored.

Eine derartige Greifvorrichtung ist aus der DE 41 07 437 C1 bekannt. Bei dieser Greifvorrichtung werden Greifbacken mittels einer aus zwei Kolben bestehenden hydraulischen Antriebseinrichtung innerhalb eines Fingerhubbereichs bewegt. Dies erfolgt durch das Beaufschlagen mit pneumatischem Druck eines Zylinderraums, der einem ersten der beiden Kolben zugeordnet ist, während gleichzeitig ein pneumatischer Druck in einem dem zweiten Kolben zugeordneten Zylinderraum verringert wird. Die dadurch entstehende synchrone Bewegung der beiden Kolben treibt ein Ritzel, das wiederum zwei mit entsprechenden Greifbacken verbundene Führungsstangen betätigt.Such a gripping device is from the DE 41 07 437 C1 known. In this gripping device gripping jaws are moved by means of a two-piston hydraulic drive device within a Fingerhubbereichs. This is done by applying pneumatic pressure to a cylinder space associated with a first of the two pistons while simultaneously reducing a pneumatic pressure in a cylinder space associated with the second piston. The resulting synchronous movement of the two pistons drives a pinion, which in turn operates two associated with corresponding jaws guide rods.

Eine Positionierung der beiden Greifbacken gemäß dem Stand der Technik ist lediglich in den beiden Endstellungen des Fingerhubbereichs möglich. Dies führt zu einer verlängerten Taktzeit. Wird ein Artikel durch die Greifbacken gegriffen, wirkt die volle Greifkraft entsprechend dem Druck in der Zylinderkammer auf den Artikel. Eine Dosierung der Greifkraft bei einem empfindlichem Greifgut ist nicht möglich.A Positioning of the two gripping jaws according to the prior art is only possible in the two end positions of Fingerhubbereichs. This leads to an extended one Cycle time. If an article is gripped by the jaws, it works the full gripping force according to the pressure in the cylinder chamber on the article. A dosage of gripping force in a sensitive Gripping goods are not possible.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Greifvorrichtung zu schaffen, mit der eine schnellere Taktzeit ermöglicht wird.It the object of the invention is to provide a gripping device, with which a faster cycle time is made possible.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Greifvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden gemäß der abhängigen Ansprüche ausgeführt.The The object of the invention is achieved by a gripping device according to claim 1 solved. Advantageous embodiments are carried out according to the dependent claims.

Gemäß der Erfindung weist eine Greifvorrichtung mindestens zwei in einem Gehäuse geführte Greifelemente auf, um ein Greifgut greifen zu können. Die Greifelemente werden durch eine Antriebseinrichtung betätigt und sind mittels der Antriebseinrichtung innerhalb ihres Arbeitsbereichs auf einer durch eine Steuerung vorgegebenen Position positionierbar. Vorteilhaft werden die Greifelemente synchronisiert betätigt.According to the invention a gripping device has at least two gripping elements guided in a housing on to grab a gripping material. The gripping elements are operated by a drive means and are by means of the drive means within their workspace on a control-given Position can be positioned. Advantageously, the gripping elements are synchronized actuated.

Dies ermöglicht ein sicheres Ergreifen des Greifguts durch Kraftschluss und eine Verkürzung der Taktzeit, da die Greifelemente bei dem Freigeben eines Greifguts nicht wieder in die Ausgangsposition geführt werden, sondern lediglich so weit verschoben werden, dass ein sicheres Freigeben gefolgt durch ein sicheres Ergreifen des nächsten Greifguts möglich ist.This allows a secure gripping of the gripping by traction and a Shortening the Cycle time, since the gripping elements in the release of a Greifguts not be led back to the starting position, but only Be moved so far that a secure release followed by a secure grasp of the next Greifguts possible is.

Vorteilhaft ist es möglich, die Antriebseinrichtung so zu schalten, dass ein Greifgut sowohl von dessen Innenseite als auch von dessen Außenseite ergriffen werden kann.Advantageous Is it possible, to switch the drive device so that a gripping both can be taken from the inside and from the outside.

Vorteilhaft ist es ebenfalls möglich, eine maximale Greifkraft der Greifelemente einzustellen und das Greifgut mittels Kraftschluss zu ergreifen. Dadurch ist es möglich, empfindliches Greifgut wie z.B. Pappkartons mit zerbrechlichen Inhalten zu ergreifen, ohne diese zu beschädigen.Advantageous it is also possible to set a maximum gripping force of the gripping elements and the Grasping goods to grip by means of adhesion. This makes it possible to be sensitive Gripping goods such as To take cardboard boxes with fragile content without damaging them.

Außerdem kann die Antriebseinrichtung in einer zentralen Position oberhalb von dem Gehäuse angeordnet sein. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise der Greifvorrichtung bei geringem Gewicht.In addition, can the drive device in a central position above arranged the housing be. This makes possible a compact design of the gripping device with low weight.

Bei einer Greifvorrichtung gemäß der Erfindung kann außerdem die Betätigung der Greifelemente über ein von der Antriebseinrichtung angetriebenes Ritzel und mit diesem in Kämmeingriff befindlichen Zahnabschnitten von in dem Gehäuse geführten Führungsstangen erfolgen. Außerdem kann zwischen der Antriebseinrichtung und dem Ritzel ein Getriebe vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine sehr genaue Positionierung der Greifbacken im 1/10 mm Bereich.at a gripping device according to the invention can also the operation the gripping elements over a driven by the drive means pinion and with this in combing engagement located tooth portions of guided in the housing guide rods. In addition, can provided between the drive device and the pinion gear be. this makes possible a very precise positioning of the jaws in the 1/10 mm range.

Außerdem ist es möglich, die Antriebsquelle als Servomotor auszubilden, dessen Abtriebswelle das Ritzel direkt oder über das Getriebe antreibt.Besides that is it is possible form the drive source as a servomotor, the output shaft of the Pinion directly or over the gearbox drives.

Vorteilhaft können die Greifelemente außerdem als Greiffinger mit verdickten Endbereichen ausgebildet sein.Advantageous can the gripping elements as well be designed as gripping fingers with thickened end portions.

Es ist außerdem möglich, eine Aufnahme zum Halten eines Zusatzgeräts vorzusehen, das direkt über die Greifelemente betätigbar ist. Dadurch ist es z.B. möglich, je nach Zusatzgerät den Arbeitsbereich der Greifelemente vorteilhaft zu vergrößern oder zu verkleinern, ohne einen eigenen Antrieb für das Zusatzgerät vorsehen zu müssen. Da kein eigener Antrieb für das Zusatzgerät erforderlich ist, ermöglicht dies außerdem, die kompakte Bauweise der Greifvorrichtung beizubehalten.It is also possible, to provide a receptacle for holding an accessory that directly over the Gripping elements actuated is. Thereby it is e.g. possible, depending on the attachment to increase the working range of the gripping elements advantageous or to zoom out without providing its own drive for the attachment to have to. Since no own drive for the attachment is required allows this as well to maintain the compact design of the gripping device.

Insbesondere ist es möglich, ein als Palettengreifer oder Traygreifer ausgebildetes Zusatzgerät einzusetzen.Especially Is it possible, to use a designed as a pallet gripper or Traygreifer accessory.

Die Greifvorrichtung ist beispielsweise in Verbindung mit einem Roboterarm oder einem Linearportal einsetzbar.The gripping device is for example in connection with a robot arm or a line can be used in arranged applications.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Schilderung der derzeit bevorzugten Ausführungsform und den Figuren ersichtlich werden. Es zeigt:Further Advantages and features of the invention will become apparent from the following detailed Description of the presently preferred embodiment and the figures become apparent. It shows:

1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Greifvorrichtung mit einer Fingerplatte in einer voll ausgefahrenen und einer zweiten Fingerplatte in einer voll eingefahrenen Stellung; 1 a schematic front view of a gripping device according to the invention with a finger plate in a fully extended and a second finger plate in a fully retracted position;

2 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung; und 2 a schematic side view of the gripping device according to the invention; and

3 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung. 3 a schematic plan view of the gripping device according to the invention.

Eine derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der 1 bis 3 beschrieben. Ein als Greifvorrichtung gemäß der Erfindung dienender Greifkopf weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einem nicht dargestellten Roboterarm verbunden ist. An der Oberseite des Gehäuses befindet sich ein Servomotor 3, dessen Abtriebswelle mit der mittleren Hochachse des Gehäuses fluchtet, und die mit einem in dem Gehäuse gelagerten Ritzel 5 verbunden ist.A presently preferred embodiment of the invention will be described with reference to FIGS 1 to 3 described. A serving as a gripping device according to the invention gripping head has a housing 1 on, which is connected to a robot arm, not shown. At the top of the housing is a servomotor 3 , whose output shaft is aligned with the central vertical axis of the housing, and with a mounted in the housing pinion 5 connected is.

In dem Gehäuse sind zwei in der Längsrichtung des Gehäuses verschiebbare Führungsstangen 4 einander gegenüberliegend parallel gelagert. Ein zu jeder Zeit innerhalb des Gehäuses 1 liegender Zahnabschnitt jeder Führungsstange 4 ist mit dem Ritzel 5 in Kämmeingriff. Ein Ende jeder Führungsstange 4 ragt jeweils aus dem Gehäuse 1 heraus.In the housing are two displaceable in the longitudinal direction of the housing guide rods 4 mounted opposite each other in parallel. One at any time inside the case 1 lying tooth section of each guide rod 4 is with the pinion 5 in combing engagement. One end of each guide bar 4 each protrudes from the housing 1 out.

Das aus dem Gehäuse 1 ragende Ende jeder Führungsstange 4 ist mit einer Fingerplatte 7 verbunden, an der jeweils zwei nach unten ragende Greiffinger 2 angebracht sind. Die linke Seite der 1 bzw. 3 zeigt die Fingerplatte 7 in voll ausgefahrener Stellung, während die rechte Seite der 1 bzw. 3 die Fingerplatte 7 in voll eingefahrener Stellung zeigt.That from the case 1 projecting end of each guide bar 4 is with a finger plate 7 connected, at the two gripping fingers 2 are attached. The left side of the 1 respectively. 3 shows the finger plate 7 in fully extended position while the right side of the 1 respectively. 3 the finger plate 7 in fully retracted position shows.

An den jeweiligen Stellen des Gehäuses 1, bei denen die Führungsstangen 4 aus dem Gehäuse 1 geführt sind, ist eine Dichtung vorgesehen, die verhindert, dass Fremdstoffe wie Staub oder Schmutz in das Innere des Gehäuses 1 eindringen können.At the respective points of the housing 1 in which the guide rods 4 out of the case 1 are guided, a seal is provided which prevents foreign matter such as dust or dirt in the interior of the housing 1 can penetrate.

Die Greiffinger 2 sind aus Stahl hergestellt und mit einer Kunststoffhülse versehen. An den nach unten ragenden Enden der Greiffinger 2 ist eine Verdickung vorhanden. Diese Verdickung ermöglicht durch die verhältnismäßig kleine Auflagefläche eine wirkungsvollere Anwendung der Greifkraft. Außerdem sind die Greiffinger im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.The gripping fingers 2 are made of steel and provided with a plastic sleeve. At the downwardly projecting ends of the gripper fingers 2 there is a thickening. This thickening made possible by the relatively small contact surface a more effective application of the gripping force. In addition, the gripping fingers are formed substantially rotationally symmetrical.

Durch den Betrieb des Servomotors 3 wirkt das mit der Abtriebswelle des Servomotors 3 über ein nicht dargestelltes Getriebe verbundene Ritzel 5 über die Zahnabschnitte direkt auf die beiden Führungsstangen 4, die dadurch synchronisiert je nach Drehrichtung des Ritzels 5 aus dem Gehäuse 1 heraus oder in dieses hinein bewegt werden, bis eine der beiden aus 1 und 3 ersichtlichen Endposition erreicht ist oder die weitere Bewegung durch das Greifen eines Greifguts nicht mehr möglich ist.By the operation of the servomotor 3 this works with the output shaft of the servomotor 3 via a not shown gear connected pinion 5 over the tooth sections directly on the two guide rods 4 , which synchronized by depending on the direction of rotation of the pinion 5 out of the case 1 out or into it, until one of the two moves out 1 and 3 apparent end position is reached or the further movement is no longer possible by grasping a Greifgut.

Somit ist es mit den Greiffingern 2 je nach Drehrichtung des Ritzels 5 und damit entsprechend der Bewegungsrichtung der Führungsstangen 4 möglich, ein Greifgut sowohl von innen als auch von außen zu greifen.Thus it is with the gripper fingers 2 depending on the direction of rotation of the pinion 5 and thus according to the direction of movement of the guide rods 4 possible to grasp a gripping material both from the inside and from the outside.

Der Servomotor 3 ist mit einer Steuerung kombiniert, über die es möglich ist, die beiden Fingerplatten 7 mit den Greiffingern 2 in eine vorbestimmten Position innerhalb des Arbeitsbereichs der Greiffinger zu bewegen. Dadurch kann ein zu greifender Artikel innerhalb kürzest möglicher Zeit ohne wesentliche Verzögerung gegriffen und angehoben werden.The servomotor 3 is combined with a control over which it is possible to use the two finger plates 7 with the grasping fingers 2 to move to a predetermined position within the working range of the gripper fingers. This allows an item to be gripped and picked up within a shortest possible time without significant delay.

Alternativ zu der Bestimmung einer bestimmten Position der Fingerplatten 5 mit den Greiffingern 2 kann die Steuerung den Servomotor 3 nach dem Greifen des Greifguts bei dem Erreichen einer vorbestimmten Haltekraft anhalten, die über eine durch den Motor fließende Stromstärke ermittelbar ist. Dies ermöglicht es vorteilhaft, empfindlicheres Greifgut wie z.B. Pappkartons zu greifen und einer Beschädigung durch eine übermäßig starke Haltekraft vorzubeugen.Alternatively to the determination of a specific position of the finger plates 5 with the grasping fingers 2 the controller can be the servomotor 3 stop after reaching the Greifguts upon reaching a predetermined holding force, which is determined by a current flowing through the motor current. This advantageously makes it possible to grasp more sensitive gripping goods, such as cardboard boxes, and to prevent them being damaged by an excessively strong holding force.

Es ist also möglich, die Position der Fingerplatten 7 und damit die Position der an diesen angebrachten Greiffinger 2 einerseits durch das Abschalten des Servomotors 3 nach einer bestimmten Zeit auf eine dieser Zeit entsprechende vorbestimmte Position oder andererseits durch das Greifen des Greifguts zu erreichen. Im letzteren Fall schaltet der Servomotor 3 ab, nachdem eine einer voreingestellten Haltekraft entsprechende Stromstärke erreicht ist.So it is possible the position of the finger plates 7 and thus the position of the attached to this gripper fingers 2 on the one hand by switching off the servomotor 3 after a certain time to reach a predetermined position corresponding to this time or on the other hand by gripping the Greifguts. In the latter case, the servomotor switches 3 after a current of a preset holding force is reached.

In dem Gehäuse des Greifkopfs ist außerdem noch eine Aufnahme vorgesehen, um eine formschlüssige Verbindung mit Anschlusszapfen eines beispielsweise als Palettengreifer oder als Traygreifer ausgeführten Zusatzmoduls herzustellen. Der Palettengreifer bzw. der Traygreifer weisen außerdem noch Eingriffsöffnungen für die verdickten Enden der Greiffinger 2 auf, sodass Greifarme des Zusatzmoduls direkt über die aus Servomotor 3, Ritzel 5 und Führungsstangen 4 bestehende Antriebseinrichtung betätigt werden können.In addition, a receptacle is provided in the housing of the gripping head in order to produce a positive connection with connecting pins of an additional module designed, for example, as a pallet gripper or as a tray gripper. The pallet gripper or the tray gripper also have engagement openings for the thickened ends of the gripper fingers 2 on, so that gripping arms of the additional module directly over from Servomotor 3 , Pinion 5 and guide rods 4 existing drive device can be actuated.

Dadurch ist es möglich, im Fall des Palettengreifers den Arbeitsbereich des Greifkopfs zu vergrößern, und somit Artikel mit größeren Abmessungen zu ergreifen, ohne einen eigenen Antrieb für den Palettengreifer zu benötigen. Analog, ist es im Fall des Traygreifers möglich, den Arbeitsbereich des Greifkopfs zu verkleinern.Thereby Is it possible, in the case of the pallet gripper, the working area of the gripper head enlarge, and thus items with larger dimensions too without having to use a separate drive for the pallet gripper. Analogous, In the case of the tray grab, it is possible to change the working area of the tray To reduce the size of the gripper head.

Claims

Gripping device with: at least two in one housing ( 1 ) guided gripping elements ( 2 ) for gripping a gripping product, a drive device ( 3 ) for actuating the gripping elements ( 2 ), and a control device for controlling the drive device, characterized in that the gripping elements ( 2 ) by means of the drive device ( 3 ) are positionable within their working range at a predetermined position by the control device.

Gripping device according to claim 1, wherein the gripping elements ( 2 ) are operated synchronously.

Gripping device according to one of claims 1 or 2, wherein the gripping of the Greifguts takes place by means of adhesion and a maximum gripping force of the gripping elements ( 2 ) is adjustable.

Gripping device according to one of claims 1 to 3, wherein the gripping elements ( 2 ) are adapted to grasp the gripping goods from the outside or from the inside thereof.

Gripping device according to one of claims 1 to 4, wherein the drive device ( 3 ) in a central position above the housing ( 1 ) is arranged.

Gripping device according to one of claims 1 to 5, wherein the actuation of the gripping elements ( 2 ) via one of the drive means ( 3 ) driven pinion ( 5 ) and with this meshed tooth portions of in the housing ( 1 ) and out of the housing ( 1 ) projecting guide rods ( 4 ) he follows.

Gripping device according to claim 6, wherein between the drive device ( 3 ) and the pinion ( 5 ) A transmission is provided.

Gripping device according to claim 6 or 7, wherein the guide rods ( 4 ) are arranged parallel to each other in parallel.

Gripping device according to one of claims 6 to 8, wherein at one point of the housing ( 1 ), in which the guide rods ( 4 ) out of the housing ( 1 ), a seal is provided which prevents the ingress of foreign substances into the housing.

Gripping device according to one of claims 1 to 9, wherein the drive device ( 3 ) is designed as a servomotor whose output shaft, the gripping elements ( 2 ) drives directly or via a transmission.

Gripping device according to one of claims 1 to 10, wherein the gripping elements ( 2 ) as a gripping finger ( 2 ) are formed.

Gripping device according to claim 11, wherein the gripping fingers have thickened end portions.

Gripping device according to claim 11 or 12, wherein the number of gripping fingers ( 2 ) is four.

Gripping device according to one of claims 11 to 13, wherein the gripping fingers ( 2 ) are made of a rigid material provided with a coating or a sleeve.

Gripping device according to one of claims 11 to 14, wherein a plurality of gripping fingers ( 2 ) together on a finger plate ( 7 ) are mounted.

Gripping device according to claim 15, wherein the finger plate ( 7 ) at the projecting end of the housing of one of the guide rods ( 4 ) is attached.

Gripping device according to one of claims 1 to 16, wherein a receptacle for holding an accessory is provided, directly via the gripping elements ( 2 ) is operable.

Gripping device according to claim 17, wherein the accessory of the working area of the gripping elements ( 2 ) is increased or decreased.

Gripping device according to claim 17 or 18, wherein the attachment is designed as a pallet gripper or as a tray gripper.