(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の積層された孔空き対象物を、正確にセンタリングし、かつ落下を防止する構造を有する把持装置を提供する。【解決手段】把持装置は、継手（１１）によって互いに回転可能に連結された少なくとも２つの把持フィンガ（９，９’）を有し、前記把持フィンガは、回転軸線（Ａ）を中心として、把持位置と解放位置との間で旋回可能であって、前記回転軸線（Ａ）を中心とする前記把持フィンガの間の角度は、前記解放位置におけるよりも前記把持位置における方が大きく、前記把持フィンガは、前記把持装置によって把持されるべき対象物に設けられた貫通孔を、前記対象物の第１の側から通って到達するように構成されている。前記把持フィンガは、前記把持フィンガの遠位端部（２１）にエンドピース（１９）を有していて、前記エンドピースは、前記対象物の底面側に係合する。【選択図】図１
2019010727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット工具またはロボットハンドとして構成された把持装置（１）であって、
継手（１１）によって互いに回転可能に連結された少なくとも２つの把持フィンガ（９，９’）を有しており、
前記把持フィンガ（９，９’）は、前記継手（１１）によって規定される回転軸線（Ａ）を中心として、少なくとも把持位置と解放位置との間で旋回可能であって、
前記回転軸線（Ａ）を中心とする前記把持フィンガ（９，９’）の間の角度は、前記解放位置におけるよりも前記把持位置における方が大きく、
前記把持フィンガ（９，９’）は、前記把持装置（１）によって把持されるべき対象物（１５）に設けられた貫通孔（１３）を、前記対象物（１５）の第１の側（１７）から進入して通過するように構成されており、
前記把持フィンガ（９，９’）は、前記把持フィンガの遠位端部（２１）にエンドピース（１９）を有していて、前記エンドピース（１９）は、前記把持フィンガ（９，９’）の長手方向軸線（Ｌ）に沿って、前記第１の側（１７）とは反対側の第２の側（２３）で、前記対象物（１５）に背後から係合するように構成されており、
前記継手（１１）は、前記把持フィンガ（９，９’）を少なくとも前記把持位置と前記解放位置との間で作動させるためのアクチュエータ機構（４１）を含むメインボディ（４３）から延在している継手支持体（４５）に固定されていて、これにより、前記継手（１１）は、前記メインボディ（４３）から間隔を置いて配置されている、把持装置（１）。
【請求項２】
前記把持フィンガ（９，９’）は外面（２５）を有しており、前記把持フィンガ（９，９’）は、前記把持位置で、前記対象物（１５）の前記貫通孔（１３）の内周面（２７）に前記外面（２５）をもって係合するように構成されている、請求項１記載の把持装置（１）。
【請求項３】
前記把持フィンガ（９，９’）の前記外面（２５）は、前記解放位置で円錐状であって、前記外面（２５）の円錐角度は、前記把持位置において前記外面（２５）が全面で、前記対象物（１５）の前記内周面（２７）に接触するように選択されている、請求項１または２記載の把持装置（１）。
【請求項４】
前記把持フィンガ（９，９’）は、該把持フィンガの遠位端部（２１）の領域において弾性的に変形可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の把持装置（１）。
【請求項５】
前記エンドピース（１９）は、円錐状の近位面（２９）を有しており、その円錐角度は、最小５０°〜最大５６°、好適には最小５１°〜最大５５°、好適には最小５２°〜最大５４°、好適には５３°である、請求項１から４までのいずれか１項記載の把持装置（１）。
【請求項６】
前記少なくとも２つの把持フィンガ（９，９’）の各々にアーム（３３，３３’）が連結されており、前記アーム（３３，３３’）のそれぞれは、前記継手（１１）から前記アーム（３３，３３’）の近位端部（３５）へと延在しており、前記アーム（３３，３３’）は、前記解放位置から前記把持位置へと前記把持フィンガ（９，９’）を旋回させるように構成された前記アクチュエータ機構（４１）に連結領域（３９）において連結されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の把持装置（１）。
【請求項７】
前記継手（１１）から前記アーム（３３，３３’）の前記連結領域（３９）までの距離は、前記継手（１１）から前記把持フィンガ（９，９’）の前記遠位端部（２１）までの距離に等しい、請求項１から６までのいずれか１項記載の把持装置（１）。
【請求項８】
１つの所定の把持フィンガ（９，９’）に対応する前記各アーム（３３，３３’）は、前記回転軸線（Ａ）を含む仮想平面に関して、前記アーム（３３，３３’）に対応する前記所定の把持フィンガ（９，９’）と同じ側に位置しており、前記仮想平面は、前記少なくとも２つの把持フィンガ（９，９’）のうちの第１の把持フィンガ（９，９’）が、前記少なくとも２つの把持フィンガ（９，９’）のうちの第２の把持フィンガ（９，９’）とは前記仮想平面の異なる側に配置されるように、前記少なくとも２つの把持フィンガ（９，９’）を互いに分離している、請求項１から７までのいずれか１項記載の把持装置（１）。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の、特にロボット工具またはロボットハンドとしての把持装置（１）を有するロボット（３）。
【請求項１０】
前記ロボット（３）は、内側部分が切り取られたプレートの積層体をワイヤ放電加工機から除去するように構成されている、請求項９記載のロボット（３）。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のロボット（３）を有するワイヤ放電加工機セル（５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にロボット工具またはロボットハンドとして構成された把持装置、このような把持装置を有したロボット、およびそれぞれ把持装置を備えたロボットを有するワイヤ放電加工機セルに関する。
【０００２】
ロボット、および１つ以上のワイヤ放電加工機（ＷＥＤＭ）を有する機械セルでは、完成部品の移動前に、スラグとも呼ばれる切り取られた廃棄物を自動的に除去しなければならない。このような形式の製造では、特にシートまたはプレートが加工される場合、完成部品はしばしばディスクである。時間を節約するために複数のプレートまたはシートがまとめて積み重ねられて、同時にワイヤでカットされる。切り取られた中心部はしばしば、歯車のような形状、またはその他の非円形の形状を有する。切り取られた後、完成部品の中心に配置された、または少なくとも完成部品によって取り囲まれた廃棄物またはスラグの積層体は、切断が完了すると底部プレート上に数ミリメートル落下する。典型的にはプレート状のスラグの積層体を除去するために、一方では引っ掛かりを防止し、他方では完成部品を傷つけること、特に掻き傷をつけることを回避するように、完成部品と機械的に接触することなく、プレートの積層体を把持し、上方に持ち上げなければならない。このためには、全てのスラグプレートの正確な把持とセンタリングが必要である。スラグプレートがたった１つでも中心からずれてしまうと、それが完成部品の内周面にぶつかることになり、廃棄物積層体全体が引っ掛かってしまう。公知の把持体に関するさらなる問題点は、１つ以上のスラグプレートが把持体から緩んで落下する可能性があることにある。
【０００３】
本発明の課題は、上述した問題が起きないような、把持装置、このような把持装置を有したロボット、およびこのような把持装置を備えたロボットを有するワイヤ放電加工機セルを提供することである。
【０００４】
この課題は、独立請求項の対象物を提供することにより達成される。さらに好適な態様は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
特に、ロボット工具またはロボットハンドとして構成された把持装置が提供されており、この把持装置は、継手によって互いに回転可能に連結された少なくとも２つの把持フィンガ、好適にはちょうど２つの把持フィンガを有しており、把持フィンガは、継手によって規定される、特に継手の中心に位置する回転軸線を中心として、少なくとも一方の把持位置および解放位置から、他方の解放位置および把持位置へと旋回可能であって、前記回転軸線を中心とする把持フィンガの間の角度は、解放位置におけるよりも把持位置における方が大きく、把持フィンガは、把持装置によって把持されるべき対象物に配置された貫通孔を、この対象物の第１の側から通って到達するように構成されており、把持フィンガは、把持フィンガの遠位端部にエンドピースを有していて、このエンドピースは、把持フィンガの長手方向軸線であって、特に同時に対象物に設けられた貫通孔の長手方向軸線でもある長手方向軸線に沿って、第１の側とは反対側に配置された、対象物の第２の側で、対象物に背後から係合するように構成されており、継手は、メインボディから延在する継手支持体に固定されており、メインボディは、把持フィンガを、少なくとも把持位置と解放位置との間で作動させるためのアクチュエータ機構を、継手がメインボディから間隔を置いて配置されるように、有している。したがって、把持装置は、把持すべき対象物の貫通孔内に完全に嵌まることのできる少なくとも２つの長い把持フィンガを有しており、把持フィンガ間の角度を拡大することを、したがって把持フィンガを互いに離すように動かすことを意味する、回転軸線を中心として把持フィンガを解放位置から把持位置へと旋回させることにより、対象物を把持することができ、これにより対象物を貫通孔の内側から把持し、把持フィンガを内側から、貫通孔の内周壁に対して付勢する。これにより、把持フィンガと貫通孔との接触により、例えばスラグプレートの積層体である対象物の別個のプレートを整列させることができる。さらに、把持フィンガが、第２の側で対象物に背後から係合するエンドピースを有しているので、対象物全体は、完全かつ安全に、把持フィンガによってその把持位置で保持される。特に、スラグプレートの積層体の最も下方のプレートは、把持フィンガが把持位置で対象物を把持しているとき、安定的にエンドピースの上に置かれ、これにより把持装置からプレートが緩んで落下することはない。継手が、継手支持体に固定されていて、さらに継手支持体を介して好適には剛性的なメインボディに固定されるので、継手は安定的かつ確実に、メインボディに対して相対的に正確に規定された位置で保持され、したがって把持すべき対象物に対して相対的に、ロボット工具またはロボットハンドとしての把持装置を有するロボットにより精密に位置決めされ得る。継手は、メインボディから所定の距離を置いて配置されているので、アクチュエータ機構は、継手から所定の距離を置いて、特に把持フィンガを有する細長い把持エレメント内に力を導入するように構成されている。したがって比較的低い力により比較的高いトルクが付与される。
【０００６】
アクチュエータ機構自体は、メインボディに、またはメインボディ内に安定的かつ安全に保持することができる。特にメインボディは、アクチュエータ機構を少なくとも部分的に収容するハウジングを有していてよい。
【０００７】
メインボディは好適には、ロボットのロボットアームまたはロボット手首に連結される、または取り付けられるように構成されている。特に、メインボディは好適には、ロボットアームまたはロボット手首に連結するためのインターフェースに取り付けられている、またはインターフェースを有している。
【０００８】
継手支持体は好適には、メインボディと一体に構成されていてよい。しかしながら、継手支持体は好適には、メインボディに固定的に支持される、または取り付けられる別個の部品として構成されていてもよい。
【０００９】
ロボット工具またはロボットハンドは特に、ロボットアームに接続することができる、好適にはロボット手首に取り付けることのできるデバイスであり、かつさらに、対象物を操作するために、または対象物に作用するためにロボットによって作動させることができるデバイスである。
【００１０】
把持フィンガは好適には、解放位置から把持位置へと旋回するとき、互いに離れるように動くように、したがって互いの間により大きな角度を画定するように構成されており、把持フィンガは、把持位置から解放位置へと旋回するときには互いに向かって動き、したがって画定された角度を減じる。最も好適には、把持フィンガ間の角度は、解放位置では０°であり、したがって、把持フィンガは互いに閉鎖接触している。
【００１１】
把持フィンガによって把持すべき対象物は好適には複数のエレメントの積層体であって、特にプレートの積層体であって、好適には特にワイヤ放電加工の結果として生じるスラグプレートの積層体である。貫通孔は好適には、対象物の中心に位置していて、すなわち貫通孔の中心軸線は同時に、対象物の中心軸線または対称軸線である。
【００１２】
把持フィンガの遠位端部は特に、把持動作中、把持すべき対象物に面している、特にロボット手首またはロボットアームとは反対側の端部である。「遠位」という用語は、本出願全体にわたってこのように使用されている。これに対し、「近位」という用語は、把持動作中、把持すべき対象物に面していない方向、特にロボット手首またはロボットアームに向かって面している方向を意味している。
【００１３】
エンドピースは好適には複数の部分から構成され、各部分は少なくとも２つの把持フィンガの１つに配置されている。特に把持装置は２つの半エンドピースを有していてよく、２つの把持フィンガのうちの第１の把持フィンガに配置された第１の半エンドピースと、２つの把持フィンガのうちの第２の把持フィンガに配置された第２の半エンドピースとを有していてよく、この把持装置は正確に２つの把持フィンガを有している。
【００１４】
継手は特に、継手によって規定される回転軸線を中心として互いに相対的な把持フィンガの旋回運動を可能にするヒンジとして構成されている。
【００１５】
本発明の１つの態様によれば、把持フィンガは外面を有しており、把持フィンガは、把持位置で、対象物の貫通孔の内周面にこの外面で係合するように構成されている。把持フィンガの外面は特に、把持フィンガが解放位置にある場合の把持装置の外周面である。把持装置の各把持フィンガは、部分的な外面を有しており、把持フィンガの部分的な外面は一緒に、好適には把持フィンガが互いに接触しているとき、解放位置で連続的である外面を形成する。把持フィンガが互いに離れるように旋回する把持位置では、外面は部分的に中断部を有している。なぜなら、把持フィンガは、したがって部分的な外面も互いに間隔を置いて位置するからである。特に把持フィンガは、把持位置で、一方では外面と、他方では対象物の貫通孔の内周面との間で、完全な面接触が形成されるように構成されている。したがって、対象物は最も安定的かつ安全な形式で保持され、この場合把持力は、全てのかつ完全な外面にわたって対象物へと導入される。
【００１６】
好適には、把持フィンガは、解放位置で内周面と接触することなく対象物の貫通孔内へと導入され、この貫通孔から取り外されるように構成されている。したがって、対象物を把持するために、または対象物を解放するために、把持フィンガを貫通孔の内側に配置することができ、対象物を引っ掛からせることなく貫通孔から取り出すことができ、これにより対象物を取り囲む完成部品に対象物の少なくとも一部が引っ掛かることも回避される。
【００１７】
本発明の１つの態様では、把持フィンガの外面は解放位置で円錐状であって、外面の円錐角度は、把持位置において外面が全面で、対象物の内周面に接触するように選択されている。特に、外面の円錐角度は、外面が対象物の好適には円筒状の内周面と同じ形状および寸法を有するように選択されていて、これにより内周面は、把持フィンガの外面全体によって接触される。したがって、把持力を、外面のまわりに均一に導入することができ、対象物を最も安定的かつ安全に把持することができる。好適な態様では、解放位置における外面の円錐角度全体は、把持位置において把持フィンガにより画定される開き角度と等しいように選択されている。特に円錐角度のこのような選択は、把持位置において外面が全面で、対象物の内周面に接触することを保証することができる。
【００１８】
さらに、外面は、対象物の内周面と全面で接触するので、スラグプレートの積層体である対象物の異なるプレートは、１つの共通の長手方向軸線に沿って、良好に規定されて精密にセンタリングされる。
【００１９】
外面が円錐状であることは特に、外面が円錐台形を形成することを意味しており、把持フィンガが解放位置にあるとき、円錐台形の仮想先端は遠位方向に向いている。
【００２０】
本発明の１つの態様によれば、把持フィンガは、少なくとも該把持フィンガの遠位端部の領域で弾性的に変形可能である。特に把持フィンガは、遠位端部に隣接する領域で、かつ／または遠位端部を含む領域で弾性的に変形可能であってよい。したがって把持フィンガが解放位置から把持位置へと旋回されるとき、把持フィンガは、遠位端部の領域でわずかに弾性的に変形されて、したがってこの弾性的な変形の結果生じる弾性力が、把持フィンガに作用する把持力に加算され、把持フィンガを把持位置へと付勢する。したがって、対象物内へと導入される総合的な把持力および把持圧は、第１の側の近い別の領域におけるよりも、第２の側に近いこの遠位端部の領域における方が高い。特に、総合的な把持力および把持圧は、把持フィンガの遠位端部近くに位置する下方のプレートに対する方が、スラグプレートの積層体である対象物のための把持フィンガの遠位端部に対して間隔を置いて位置している、上方に位置するプレートに対するよりも大きくなる。したがって、第２のプレートが落下せず、特に最も下方のプレートは安定的に保持されることが保証され、半径方向に作用する把持力に加えて付加的に、上方のプレートは下方のプレート上で軸方向で支持され得る。
【００２１】
本発明の１つの態様によれば、エンドピースは、円錐状の近位面を有している。エンドピースの近位面は、把持位置で対象物の第２の下方の側に面している。特に、近位面は、円錐台形の形状を有しており、円錐台形の仮想先端は、近位方向に、すなわち継手へと面している。 円錐状の近位面を有するエンドピースは、把持位置から解放位置への把持フィンガの動きを容易にし、特に、把持フィンガが、把持位置から解放位置へと動くとき、把持フィンガが遠位端部の領域で引っ掛かってしまうことを回避する。
【００２２】
好適には、近位面の円錐角度は、最小５０°〜最大５６°、好適には最小５１°〜最大５５°、好適には最小５２°〜最大５４°に選択されていて、好適には５３°である。
【００２３】
特に解放位置で把持フィンガが遠位端部で互いに接触しているとき、把持フィンガの外面と同様にエンドピースの近位面も円錐状であるが、把持フィンガが、その遠位端部の領域で互いに間隔を置いて位置しているとき、把持位置では部分的に中断されている。したがって、各把持フィンガは、エンドピースに部分的な近位面を有していて、把持フィンガの部分的な近位面が一緒に、解放位置で近位面を形成する。
【００２４】
本発明の１つの態様によれば、少なくとも２つの把持フィンガの各把持フィンガにはアームが連結されていて、各アームは、継手からアームの近位端部に向かって延在しており、すなわちアームは継手で把持フィンガとは反対の側に面していて、アームは連結領域で、把持フィンガを解放位置から把持位置へと旋回させ、好適には把持位置から解放位置へと戻すように構成されているアクチュエータ機構に連結されている。連結領域は、アームの長さ方向に沿って見て、すなわち軸方向に沿って見て、継手に対して間隔を置いて位置している。したがって、アクチュエータ機構によって付与される所定の力を最も効率的に、アームに導入される高い把持トルクへと変換することができる。この高いトルクも、継手を介して把持フィンガへと付与され、最終的に、対象物を安全かつ確実に把持するために、対象物の内周面の領域における把持力へと変換される。
【００２５】
連結領域は好適には、アームの近位端部に位置していて、特に継手のちょうど上方に位置している。
【００２６】
各アームは好適には、各把持フィンガと一体に形成されている。特に把持装置は、把持フィンガと同数の把持エレメントを有しており、各把持エレメントは、好適には一体に形成されていて、継手の下方に把持フィンガを、継手の上方にアームを有している。
【００２７】
本発明の１つの態様によれば、アームの長さの延在に沿って測定した、継手からアームの連結領域までの距離は、把持フィンガの長さの延在に沿って測定した、継手から把持フィンガの遠位端部までの距離に等しい。特にこのようにして、アームの連結領域にアクチュエータ機構を介して付与される比較的適度な作動力によって、高く安定的な把持トルクを把持フィンガにアームと継手とを介して導入することができる。
【００２８】
本発明の１つの態様によれば、アームの、１つの所定の把持フィンガに対応する各アームは、回転軸線を含む仮想平面に関して、このアームに対応する所定の把持フィンガと同じ側に位置しており、この仮想平面は、把持フィンガのうち第１の把持フィンガが、少なくとも２つの把持フィンガのうち第２の把持フィンガとはこの仮想平面の異なる側に配置されるように、少なくとも２つの把持フィンガを互いに分割している。特に、把持装置がちょうど２つの把持フィンガを有しているならば、回転軸線を含む仮想平面はスペースを２つの半分のスペースに分割する。仮想平面の各側における各半分のスペースは、仮想平面の同じ側に位置する、ちょうど１つの把持フィンガと、同時に、この把持フィンガにまさに対応する、好適にはこの把持フィンガと一体に構成されたアームとを有している。したがって、各アームは、それぞれの把持フィンガと同じ半分のスペースに配置されている。これは、典型的なはさみの構造とは異なるものである。はさみアームとはさみ刃とを有するはさみ部材は、各はさみアームが、はさみ刃に割り当てられた半分のスペースとは別の半分のスペースに位置するように、互いに交差している。本明細書で説明された発明の好適な態様によれば、把持装置の把持エレメントは継手において互いに交差していない。したがって、アームがアクチュエータ機構により互いにはなれるように動かされると、把持フィンガは互いに向かって旋回し、アームがアクチュエータ機構によって回転軸線を中心として互いに向かって旋回されると把持フィンガは互いに離れるように旋回する。したがってアクチュエータ機構は、把持フィンガに把持力を導入するために、引張り力または張力というよりは、押す力を加え、これはアームへの圧力となる。したがって、把持力を、アクチュエータ機構により最も安定的かつ効果的な方式で付与することができる。
【００２９】
本発明の１つの態様によれば、アクチュエータ機構は少なくとも１つのニューマチックアクチュエータを有している。アクチュエータ機構は、全てのアームに連結されたちょうど１つのニューマチックアクチュエータを有していてよく、または好適には、各アームのために１つのニューマチックアクチュエータを、すなわち、把持装置内に存在するアームの数と同数のニューマチックアクチュエータを有していてよい。好適には、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータは、アームの外側から内側に向かってアームに作用し、したがってアームを互いに向かって押し、把持フィンガを解放位置から把持位置へと旋回させる。
【００３０】
把持フィンガは好適には、少なくとも１つの予荷重エレメントによって、把持位置へと予荷重をかけられている。好適には、把持装置の各アームに１つの予荷重エレメントが割り当てられている。しかしながら、全てのアームが、１つの同じ予荷重エレメントによって予荷重をかけられてもよい。好適には、予荷重エレメントはばねとして構成されていて、このばねは、ばね力としてアーム内に導入されて、アームに予荷重をかけ、したがって把持フィンガを把持位置へと予荷重をかけるように、構成されている。
【００３１】
付加的にまたは選択的に、把持フィンガは、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータによって把持位置へと付勢されている。したがって、対象物を把持するための把持力は少なくとも１つのニューマチックアクチュエータによって少なくとも部分的に付与される。
【００３２】
付加的にまたは選択的に、把持フィンガは、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータによって解放位置へと付勢されている。この場合、把持位置から解放位置への把持フィンガの動きは、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータによって引き起こされる。
【００３３】
最も好適には、把持フィンガは、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータにより付与される力と組み合わされた、予荷重エレメントの予荷重力によって把持位置へと付勢されている。したがって、力の組み合わせにより高い把持力が得られる。さらに、把持フィンガは、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータによって、予荷重エレメントの予荷重力に抗して解放位置へと付勢されている。このような構造では、予荷重力によって最も安全に把持が行われ、保証される。この場合、把持フィンガを解放位置へと付勢する少なくとも１つのニューマチックアクチュエータにより予荷重エレメントの予荷重力を上回る力を積極的に加えることによってのみ、把持された対象物を解放することができる。
【００３４】
本発明の課題はさらに、特にロボットハンドまたはロボット工具として、上述した態様のうちの少なくとも１つによる把持装置を有したロボットを提供することによって達成される。したがって特に、上述したような把持装置により保証されるロボットによって、同じ利点が提供される。
【００３５】
本発明の１つの態様によれば、ロボットは、把持すべき対象物としての、内側の切り取られたプレートの積層体を、ワイヤ放電加工機から除去するように構成されている。特にこの場合、上述した利点が提供される。
【００３６】
最後に、本発明の課題は、少なくとも１つのワイヤ放電加工機と、上述した態様のうちの少なくとも１つによるロボットとを有したワイヤ放電加工機セルを提供することによっても達成される。把持装置を備えたロボットは、スラグ、特にスラグプレートの積層体を、プレートの引っ掛かりや落下なしに、ワイヤ放電加工機セルにおいて加工された完成部品から自動的に除去するように構成されている。このようなワイヤ放電加工機セルを提供することにより特に、把持装置およびロボットに関して上述したのと同じ利点が達成される。
【００３７】
以下の図面を参照しながら本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】把持装置の１つの態様を示す三次元的な図である。
【図２】図１による把持装置を示す正面図である。
【図３】対象物を把持している間の図１および図２による把持装置を示す図と、スラグディスクの積層体である対象物を上方から見て示した図である。
【図４】図１〜図３による把持装置の細部を示す図である。
【図５】把持位置で対象物を把持するときの、図１〜図４による把持装置における力または圧力の分布を示す図である。
【００３９】
図１には、把持装置１の１つの態様が三次元的な図で示されている。この把持装置は好適にはロボット３の一部であり、ロボット３は好適には、ワイヤ放電加工機セル５の一部である。ロボット３とワイヤ放電加工機セル５とは図１に単に概略的に示されている。把持装置１は、ロボット工具として、特にロボットハンドとして構成されていて、ロボット３のロボット手首またはロボットアームに連結されるように構成されたインターフェース７を有している。
【００４０】
把持装置１は少なくとも２つの、この態様ではちょうど２つの把持フィンガ９，９’を有しており、これらの把持フィンガは継手１１によって互いに回転可能に連結されている。把持フィンガ９，９’は、継手１１の中心に位置する、継手１１によって規定される回転軸線Ａを中心として旋回可能である。把持フィンガ９，９’は、回転軸線Ａを中心として、少なくとも把持位置と解放位置との間を旋回することができ、図１では把持フィンガ９，９’は解放位置に配置されている。回転軸線Ａを中心とした把持フィンガ９，９’間の角度は、解放位置におけるよりも把持位置における方が大きい。特に、この角度は、図１に示したように解放位置では０°であるので、把持フィンガ９，９’は互いに接触している。解放位置から把持位置へと旋回されるとき、把持フィンガは互いに離れるように動かされ、把持位置から解放位置へと旋回して戻るとき、互いの方に向かって動かされる。
【００４１】
把持フィンガ９，９’は、例えば図３に示されているように、対象物１５の第１の側１７から、把持装置１によって把持されるべき対象物１５に設けられた貫通孔１３を通って到達するように構成されており、把持フィンガ９，９’は、把持フィンガ９，９’の遠位端部２１にエンドピース１９を有している。エンドピース１９は、把持フィンガ９，９’が対象物１５を把持するために対象物１５に対して相対的に配置されたとき、対象物１５の長手方向軸線Ｌでもある、把持フィンガ９，９’の長手方向軸線Ｌに沿って、第１の側１７とは反対側に配置された対象物１５の第２の側２３において、対象物１５に背後から係合するように構成されている。把持フィンガ９，９’は、貫通孔１３を通って対象物１５に背後からエンドピース１９でもって係合することにより対象物１５を安定的に保持することができる。これにより把持フィンガ９，９’は、一方では貫通孔１３の内側から把持力を加えることができ、他方では対象物１５は、エンドピース１９の上に載ることができる。特に、エレメントの積層体、特にワイヤ放電加工により完成部品から切り取られたスラグプレートの積層体である対象物１５をしっかりと安定的に把持することができる。
【００４２】
図２には、図１による把持装置１の態様の正面図が示されている。
【００４３】
互いに同一の、または機能的に等価である部品または要素は、図面全体を通して同じ参照符号で示されているので、それぞれ前記説明が参照される。把持フィンガ９，９’は外面２５を有しており、この外面２５は特に外周面２５である。把持フィンガ９，９’は、図３に示されたように、把持位置においてその外面２５で、貫通孔１３の内周面２７に係合するように構成されている。
【００４４】
特に外面２５は、図２に示されたように解放位置で円錐状であって、外面２５の円錐角度は、把持位置において外面２５が全面で、対象物１５の内周面２７に接触するように選択されている。したがって、安定的な把持力を外面２５全体にわたって、内周面２７に加えることができる。
【００４５】
特に、外面２５の円錐角度の半分は、把持位置における把持フィンガ９，９’の開き角度の半分に等しい、または少なくともほぼ等しいように選択することができる。したがって、把持フィンガ９，９’が把持位置に旋回すると、解放位置において円錐形の円錐外面２５は、中断部を有する円筒面へと変化する。把持位置における把持フィンガ９，９’の開き角度の半分は好適には、少なくとも１°から最大でも２°であり、好適には１．５°である。
【００４６】
好適には、把持フィンガ９，９’は遠位端部２１の領域で弾性的に変形可能であって、これにより、把持フィンガ９，９’の変形に起因する弾性力が、遠位端部２１の領域で、把持位置において内周面２７へと導入される把持力または把持圧力に加算される。したがって、総把持圧および把持力は、対象物１５の第２の側２３の領域で最も高くなるだろう。このことは特に、対象物１５であるスラグプレートの積層体の下方のプレートが最も安定的に保持され、把持フィンガ９，９’から容易に脱落することはないことを意味しており、さらに、スラグプレートの積層体の上方のプレートは把持フィンガ９，９’によって内周面２７に加えられる把持力によって把持されるだけでなく、下方プレートの上に載置可能であることを意味していて、したがって、長手方向軸線Ｌの方向に沿っても固定されることになる。
【００４７】
図３では、ａ）において、図１および図２による把持装置１の態様の正面図が示されていて、ｂ）においてはさらに、上方から見た対象物１５の詳細図が示されている。既に述べたように、好適には対象物１５は、ワイヤ放電加工により完成部品２９から切り取られたスラグプレートの積層体であり、この場合、スラグプレートは歯車に似た外形、またはその他の非円形の形状を有している。スラグプレートと完成部品２９との間のギャップは典型的には例えば僅か約０．３ｍｍである。したがって、最も重要であるのは、スラグプレートが完成部品２９を妨害したり引っ掛けたりすることのないように、長手方向軸線Ｌを中心としてスラグプレートを安定的に把持し、センタリングして、完成部品２９から最も安定的な方法でスラグプレートを除去することである。このような観点で、把持装置１は、対象物１５を安定的かつ安全に把持することができ、さらに、対象物１５のスラグプレートを長手方向軸線Ｌを中心として、特に内周面２７に対して外面２５を全面的に接触させることによりセンタリングすることができる。
【００４８】
図４には、図１〜図３による把持装置１の態様の把持フィンガ９，９’の遠位端部２１の詳細図が示されている。図４のａ）では、把持フィンガ９，９’の大部分が示されており、ｂ）では、ａ）において円Ｄで示された細部が示されている。エンドピース１９は近位面２９を有しており、この近位面は、円錐状であって、把持フィンガ９，９’の解放位置で、長手方向軸線Ｌを中心として測定して、最小５０°〜最大５６°の、好適には最小５１°〜最大５５°の、好適には最小５２°〜最大５４°の、好適には図４に示したように５３°の半円錐角度を有している。把持位置では、把持フィンガ９，９’の旋回運動によりこの角度は拡大され、好適には、解放位置におけるよりも２°大きくなり、最も好適には５５°に達する。
【００４９】
円錐状の近位面２９は特に２つの目的のために設けられている。第１には、把持フィンガ９，９’が解放位置から把持位置へと旋回するとき、この円錐状の近位面により、対象物１５の把持は容易になる。第２には、把持フィンガ９，９’が対象物１５を離すために把持位置から解放位置へと戻るとき、把持フィンガ９，９’が対象物１５に引っ掛かってしまうのを回避する。
【００５０】
さらに、エンドピース１９は好適には、面取り部として構成された円錐状の遠位面３１を有しており、この面取り部は特に、対象物１５を把持するために貫通孔１３内へと把持フィンガ９，９’を導入するのを容易にする。円錐状の遠位面３１は、近位面２９と類似のまたは同じ円錐角度を有していてよい。
【００５１】
エンドピース１９は好適には、遠位端部２１の領域における外面２５の外径よりも大きな外径を有している。特に、エンドピース１９の直径は外面２５の直径よりも好適には１ｍｍ大きい。すなわちエンドピース１９の外輪郭は、遠位端部２１の領域において外面２５を半径方向で０．５ｍｍ越えて延在している。
【００５２】
図２に示すように、各把持フィンガ９，９’にはそれぞれ１つのアーム３３，３３’が連結されており、各アーム３３，３３’は、継手１１からアーム３３，３３’の近位端部３５に向かって延在している。アーム３３，３３’は好適には各把持フィンガ９，９’に一体的に構成されている。図示した特別な態様では、把持装置１は２つの把持エレメント３７，３７’を有していて、各把持エレメント３７，３７’は、一体に形成されているアーム３３，３３’と把持フィンガ９，９’とを有している。この場合、把持エレメント３７，３７’は継手１１において互いに旋回可能に接続されている。
【００５３】
アーム３３，３３’は、継手１１から間隔を置いて位置する連結領域３９においてアクチュエータ機構４１に連結されている。アクチュエータ機構４１は、把持フィンガ９，９’を解放位置から把持位置へと、かつ把持位置から解放位置へと旋回させるように構成されている。特に連結領域３９は、アーム３３，３３’の近位端部３５に位置していて、したがって、アクチュエータ機構４１も、アーム３３，３３’の近位端部３５の領域に位置している。
【００５４】
好適には、長手方向軸線Ｌに沿って測定した継手１１からアーム３３，３３’の連結領域３９までの距離は、同じく長手方向軸線Ｌに沿って測定した継手１１から把持フィンガ９，９’の遠位端部２１までの距離に等しい。したがって、アーム３３，３３’に比較的低い力を付与することにより、アクチュエータ機構４１により把持フィンガ９，９’に比較的高いトルクを導入することができる。
【００５５】
特に、継手１１は、把持装置１の剛性的なメインボディ４３から所定の距離を置いて配置されており、メインボディ４３は好適にはアクチュエータ機構４１を有している。特にメインボディ４３は、アクチュエータ機構４１を収容するハウジングを有していてよい。
【００５６】
図１に示したように、継手１１は、メインボディ４３に取り付けられて、メインボディ４３から延在している継手支持体４５に取り付けられている。
【００５７】
メインボディ４３は好適には、インターフェース７に固定されていて、または取り付けられていて、図１に示した態様では好適には、中間部分４７を介して取り付けられている。
【００５８】
継手支持体４５は好適には、ねじ４９を軸受管にロックするために、ねじ山と軸受管ガイドとを有していて、これにより回転可能な継手１１を形成している。
【００５９】
特に図２に関して、１つの所定の把持フィンガ９，９’に対応する各アーム３３，３３’は、回転軸線Ａと長手方向軸線Ｌの両方を含む仮想平面に関して、このアーム３３，３３’に対応する把持フィンガ９，９’と同じ側に位置している。したがってこの仮想平面は、把持フィンガ９，９’を互いに分割しており、同時に、スペースを２つの半分のスペースに分割しており、各半分のスペースは把持フィンガ９，９’のうちの１つを収容する。したがって、把持フィンガ９，９’のうち第１の把持フィンガ９，９’は、前記平面に関して把持フィンガ９，９’のうち第２の把持フィンガ９，９’とは反対側に配置されている。特に、第１のアーム３３は、この第１のアームが対応する第１の把持フィンガ９と同じ半分のスペースに、かつ第２のアーム３３’とは異なる半分のスペースに位置しており、一方、第２のアーム３３’は、その対応する第２の把持フィンガ９’と同じ半分のスペースに位置している。したがって、異なる把持エレメント３７は全体として、異なる半分のスペース内に位置している。このような構成は、継手においてはさみエレメントが互いに交差する公知のはさみの構造とは異なっている。したがって、アクチュエータ機構４１によりアーム３３，３３’が互いに向かって駆動されると、把持フィンガ９，９’は互いに離れるように開かれる。アクチュエータ機構４１によりアーム３３，３３’が互いに離れるように動かされると、把持フィンガ９，９’は互いに向かうように駆動される。
【００６０】
好適には、アクチュエータ機構４１は、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータ５１，５１’を有しており、さらに把持フィンガ９，９’は好適には、少なくとも１つの予荷重エレメント５３，５３’によって把持位置へと予荷重をかけられており、予荷重エレメント５３，５３’は好適には、アクチュエータ機構４１に含まれている。最も好適には、把持フィンガ９，９’は、予荷重エレメント５３，５３’およびニューマチックアクチュエータ５１，５１’の両方によって把持位置へと付勢される。把持フィンガ９，９’は、少なくとも１つのニューマチックアクチュエータ５１，５１’によって、特に予荷重エレメント５３，５３’の予荷重に抗して解放位置へと駆動される。
【００６１】
図５には概略的に、長手方向軸線Ｌに沿った総把持力の分布が示されている。この場合、矢印の長さは、把持力または把持圧力の局所的な大きさを示しており、これらの把持力または把持圧力はそれぞれ、把持フィンガ９，９’によって対象物１５の内周面２７へと作用する。アクチュエータ機構４１によって付与される力と、遠位端部２１の領域における把持フィンガ９，９’の弾性変形による弾性力とを組み合わせることにより、総合的な把持力または把持圧力はそれぞれ、対象物１５の低い部分の方が高い部分よりも高くなる。
【００６２】
ロボット３は特に、内側の切り取られたプレートの積層体をワイヤ放電加工機から除去するように構成されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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